當全面數字化時代來臨,對底層芯片最大的挑戰(zhàn)無疑是算力提升,因為處理的數據量不斷激增?!八懔μ嵘怯嬎阊葸M的核心,在每一代的芯片演進過程中,算力的提升不是來自于單一的制程、算法或架構的優(yōu)化,而是由這幾方面綜合性的因素共同推動?!苯?,在ICCAD 2021峰會上,安謀科技執(zhí)行董事長兼首席執(zhí)行官吳雄昂提到。
安謀科技執(zhí)行董事長兼首席執(zhí)行官吳雄昂
從CPU的角度,每一代CPU架構可能帶來百分之二三十的算力提升,每一代新制程可以帶來百分之二三十甚至更高的性能提升,同時也需要對整個芯片架構和新的計算單元架構有更多的優(yōu)化改進。但不容忽視的一點是,隨著算力需求的進一步提升,CPU作為算力芯片必不可少的計算單元,單核架構和工藝提升對算力提升的演進貢獻正日趨緩慢,不能單純依賴像PC或移動計算初始時代多堆幾個CPU,或放到最先進的工藝上就能解決現在算力提升的需求,也不能像移動時代一樣,僅靠幾個多核、大小核架構的功耗設計來降低大算力對低功耗的需求。
吳雄昂指出,“我們看到在算力快速提升過程中,傳統(tǒng)架構越來越不能滿足需求?!?/p>
怎么解決這個問題?回到數據本身,未來要解決的問題是,在PC、手機時代,很多數據是用戶產生的,例如微信、拍照、錄像等等,而個人產生的數據每個月可能只有5-10G,數據量并不算大。但是到了數字化和智能化應用場景下,例如一輛全自動駕駛的汽車,一個小時產生的數據量,就會超過一個移動用戶一年產生的數據量。想象一下新造車勢力發(fā)布的汽車上已經安裝有12個攝像頭,未來還會更多到16個攝象頭,再加上毫米波雷達、激光雷達等感知設備,產生的數量還會不斷激增。
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所有這些數據,跟以往的區(qū)別是:
1、高密度,攝象頭的精細度從HD到2K、4K、8K,不斷演進。
2、實時性,不管目前的自動駕駛是高速還是低速,關于安全,需要實時性的處理和分析這些數據流,然后幫助做出一個實時性的決定。
3、這些數據都是多樣性的。
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因此數據流的處理將成為未來系統(tǒng)芯片中占用最大面積,也是需要以最快速度進行提升的一個核心點。吳雄昂強調,“我們認為新的計算架構必須針對高密度的數據流處理,有專有的核心計算單元,但是這個專有計算單元、專有的域計算又會產生一個問題,因為數據流的多樣性,需要一種新的架構,不僅是傳統(tǒng)的DSA,而是在傳統(tǒng)架構基礎上能夠和通用進行融合,做出多樣化的可堆疊的架構,從而能夠處理這些多樣化的數據流,進行實時性的數據高密度計算,帶來十倍、百倍的算力提升。如果我們的計算架構依然按照現在的CPU、GPU來搭建,就算有制程和軟件演進,也沒有辦法達到百倍的提升。因此,全新的計算架構是必須的。”
安謀科技超域處理器研發(fā)部聯合負責人KengSu Teoh
基于此,安謀科技給出的答案是核芯動力XPU。XPU的概念似乎不算新鮮,安謀科技超域處理器研發(fā)部聯合負責人KengSu Teoh介紹,“很多廠商使用X的原因是它代表了多樣、多變、無窮的概念。對安謀科技來說,在多元化的基礎上,“X”還有三方面含義:一是可定制化的、多樣化的結構,包括多域的支持;二是可支持多樣化算力的擴展堆疊;三是針對各個場景的更精準的優(yōu)化和效能的提升?!?/p>
在KengSu Teoh看來,以往計算架構從CPU到NPU 、VPU再到ISP,每個計算單元都是獨立的,芯片設計企業(yè)往往需要從多個供應商把這些IP根據場景重新定義、二次開發(fā)、裁剪和優(yōu)化,在新的高密度數據流計算環(huán)境當中,這是一個巨大的挑戰(zhàn)。針對這樣的挑戰(zhàn),“我們根據場景,重新定義融合計算架構、指令集、處理器IP、系統(tǒng)軟件、設計服務等,優(yōu)化數據搬運,降低功耗,提升效能,給合作伙伴提供一個完整的交付方案,XPU正是在此背景下應運而生。”基于超域架構(xDSA)的XPU可以針對不同應用,將處理AI、視頻、圖像等功能的計算單元組成不同的解決方案,打造融合計算架構平臺,來解決海量智能數據流的處理效率和功耗問題,滿足客戶多元化的需求。
而安謀科技“核芯動力”新業(yè)務品牌的推出,就是為了打造開放的智能數據流融合計算平臺,“核芯動力”XPU產品涵蓋了多IP的產品組合,包括安謀科技旗下“周易”NPU、“山?!盨PU、“玲瓏”ISP和“玲瓏”VPU等已推出的自研IP產品線?!叭f物互聯場景下,XPU產品構建出的子系統(tǒng)可以廣泛應用在智能汽車、基礎設施、智能物聯網、移動端等應用領域,可以更好地以定制的方式來解決不同行業(yè)的痛點?!盞engSu Teoh最后補充。