一、趋势挑战

• 趋势

        多样性算力成为下一代计算产业的主流趋势，大体可以分为三个时代，分别如下：

        1. 大/小型机时代

        2.x86时代

        3.多样性计算时代

        1）端侧

        ARM在端侧已经占据超过90%的市场，发挥移动互联网生态优势，从智能终端延伸到PC市场。ARM架构正成为计算领域创新最活跃的领域。

        2）云侧

        云时代以及端边云协同，驱动ARM成为新的选择。可用于HPC场景，公有云场景和数据中心场景。

        云时代以及端边云协同，驱动ARM成为新的选择。

• 挑战及解决方案

        从x86平台过渡到鲲鹏平台需要考虑的问题：

    1）软件-语言-平台兼容性

        编译型依赖文件或源码需迁移内容:

        1. 依赖文件：将x86平台的依赖文件用鲲鹏对应依赖文件替代，再重新编译或打包。

        2. 源码：对源码及编译脚本中涉及平台相关内容，修改为鲲鹏平台兼容代码，再用对应的编译器重新编译。

    针对这种情况， 解决方案如下：

    2）鲲鹏处理器与x86处理器的架构和指令差异

       首先介绍下c/c++代码执行流程

根据流程可知为什么代码与编译平台相关性这么强。x86处理器指令是属于复杂指令集（CISC），他的指令是变长的；鲲鹏处理器指令使用的是ARM架构下的指令，属于精简指令集（RISC），指令是定长的。所以，软件跨平台迁移需要解决指令差异问题（指令长度不同，指令操作符和操作数不同，汇编指令含义不同等）。

    由此可见，软件迁移面临的总体挑战为：需要人工进行分析，周期长效率低，门槛较高。

二、鲲鹏开发套件

    鲲鹏开发套件提供一站式迁移，编译， 测试，分析，提高全流程开发效率。

  1）迁移

    优势：扫描快、检出全、指导精、构建易

    分析扫描：扫描并自动分析软件包（非源码包）、已安装的软件，提供可迁移性评估报告，同时提供鲲鹏平台上兼容的依赖文件下载链接。

    源代码迁移：扫描并自动分析软件代码（包括C/C++/Fortran/汇编/Python/Java/Scala/Go等），评估迁移所需替换的依赖文件，并给出程序源码中的修改建议，并将程序源码中的x86汇编指令翻译成功能对等的鲲鹏汇编指令。用户可以根据工具提供的修改建议快速完成源码修改，建议中包含的源码甚至可一键替换，直接编译使用。

    软件包重构：分析x86平台上Linux软件包的构成及依赖性，将平台相关的依赖文件替换为鲲鹏平台兼容的版本，并重构成适用于鲲鹏平台的软件包。

    专项软件迁移：支持将部分专项软件源码一键自动化迁移修改、编译并构建成鲲鹏平台兼容的软件包，帮助用户快速迁移几类解决方案中常见的专项软件。

    增强功能：支持软件代码质量的检查功能，如在64位环境中运行的兼容性检查、结构体字节对齐检查和内存一致性检查等增强功能。

    2）性能加速

    优势：“零”开发、高性能，平均提升10%+

    软件加速：基于鲲鹏指令的加速库，只修改软件代码实现，通用性高。

    硬件加速：基于鲲鹏加速引擎的加速库，需要专有硬件支持，通过硬件驱动使能。

    鲲鹏加速库包括：压缩库，系统基础库，加解密库，媒体库，数学库，存储库，生态兼容的基础库。

    加速库可应用的场景：

    加速库插件功能：

1. 自动联想：Coding时或鼠标指定时，自动联想出经鲲9加速库优化后的相关函数；给出函数代码自动补全、代码语法高亮、以及函数hover提示等信息；支持鲲鹏加速库的代码定义跳转。
   
2. 工程扫描：支持工程和文件扫描；识别出可以用鲲鹏加速库替换的函数；罗列出扫描结果,可加速函数优化说明，并提供加速库下载地址。
   
3. 函数搜索：按功能可搜索到鲲鹏加速后的函数；按x86类似功能的函数名可搜索到鲲鹏对应加速后的函数名；直接搜索鲲鹏对应的Intrinsic函数。

    3）编译

        毕昇编译器：

            简介：基于开源LLVM开发，并进行了优化和改进，同时支持Fortran语言前端，是针对鲲鹏平台的高性能编译器。

            推荐场景：高性能计算，HPC，服务器，PC等场景。

        毕昇JDK：

            简介：基于OpenJDK开发，面向Java开发者和使用者的一款稳定可靠、高性能、易调测的JDK，毕昇JDK针对鲲鹏平台进行了深度优化和质量增强。

            推荐场景：大数据应用，云计算，鲲鹏服务器的JAVA应用。

        GCC for openEuler：

            简介：GCC for openEuler是基于开源GCC开发的编译器工具链（包含编译器，汇编器，链接器），在openEuler社区开源发布，并通过鲲鹏社区免费提供二进制包，支持包含ARM、x86在内的多种处理器架构。

            推荐场景：通用服务器，云计算等。

     4）调优

        鲲鹏提供系统性能优化工具和JAVA性能优化工具，能够在软件运行状态下，自动采集系统数据，分析出系统性能指标，定位到瓶颈点及热点函数，给出调优建议，从而达到软件和鲲鹏平台融合的最佳性能。

三、亮点优势

   1）入门简单：不改变开发者开发习惯，快速上手

   2）自动化：迁移内容自动识别，汇编代码自动翻译

   3）高效：代码修改建议自动生成，开发效率倍增

   4）可视：全场景性能分析可视，性能瓶颈一目了然、调优尽在掌握

   5）便捷：远程调测，提供更便捷的调测能力

四、总结

   1）了解计算趋势和软件迁移挑战

   2）熟悉鲲鹏DevKit一站式开发套件及其使用

   3）了解鲲鹏DevKit一站式开发套件的优势

【参考】

【1】鲲鹏首页：https://kunpeng.huawei.com

【2】鲲鹏开发套件：https://kunpeng.huawei.com/#/developer/devkit/

【3】直播连接：https://bbs.huaweicloud.com/live/kunpeng_live/202106281930.html