RISC-V架構(gòu)DSA處理器賦能端側(cè)應(yīng)用 破解智能處理芯片算力效率難題

近年來(lái)，人工智能的發(fā)展重心逐漸從云端向終端轉(zhuǎn)移，相伴而生的，是人工智能芯片產(chǎn)業(yè)的全面發(fā)展。但，如何在大大小小的市場(chǎng)玩家中，避免千人一面的同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中分得一杯羹，是所有AI公司都要面對(duì)的問(wèn)題和挑戰(zhàn)。

時(shí)擎智能科技（上海）有限公司致力于通過(guò)架構(gòu)創(chuàng)新和定制化芯片設(shè)計(jì)，為廣泛的端側(cè)設(shè)備提供支持語(yǔ)音、視覺(jué)、影像、顯示等多模態(tài)智能人機(jī)交互和數(shù)據(jù)處理的芯片產(chǎn)品，以及完整的系統(tǒng)級(jí)解決方案。

時(shí)擎科技總裁 于欣

公司總裁于欣在接受電子發(fā)燒友網(wǎng)專訪時(shí)表示，時(shí)擎科技核心團(tuán)隊(duì)來(lái)自前Marvell的ARM處理器團(tuán)隊(duì)和芯原微電子的SoC團(tuán)隊(duì)，在各種不同類型的處理器（主控/DSP/NPU/DSA）微架構(gòu)、邏輯設(shè)計(jì)、軟件工具鏈等方面均具有領(lǐng)先的能力；在SoC方面，時(shí)擎科技核心團(tuán)隊(duì)曾主導(dǎo)過(guò)各種類型的音視頻SoC，對(duì)各類端側(cè)影音芯片的設(shè)計(jì)和量產(chǎn)具有豐富的工程經(jīng)驗(yàn)；公司研發(fā)能力完整地覆蓋了核心IP，芯片設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、實(shí)現(xiàn)，生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)，系統(tǒng)軟件和圖像語(yǔ)音算法等芯片研發(fā)的各個(gè)流程和環(huán)節(jié)，可以為客戶端側(cè)場(chǎng)景的需求提供完整的解決方案。

如何應(yīng)對(duì)：端側(cè)設(shè)備對(duì)成本/功耗的敏感性

在應(yīng)用繁多的AIoT時(shí)代，產(chǎn)品自主創(chuàng)新朝著何種方向，更需要根據(jù)不同的場(chǎng)景進(jìn)行分析。但從總的趨勢(shì)來(lái)看，端側(cè)設(shè)備智能化是顯而易見(jiàn)的。

在競(jìng)爭(zhēng)力方面，對(duì)成本和功耗比較敏感的端側(cè)設(shè)備而言，算力效率即單位算力的成本和功耗極為重要，同時(shí)，不容忽視的，還有算力落地的可實(shí)現(xiàn)性，也就是如何將算力高效的發(fā)揮出來(lái)，切實(shí)的為用戶帶來(lái)更好的產(chǎn)品體驗(yàn)。此外，在端側(cè)場(chǎng)景下，如何打造定制化的處理器方案，與各類語(yǔ)音、圖像、聲學(xué)前處理、識(shí)別分類等深度學(xué)習(xí)算法更好的配合，在滿足應(yīng)用需求的前提下，做到更好的算力效率，也是提升能效比、性價(jià)比培養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的著力點(diǎn)。

對(duì)此，于欣表示，時(shí)擎科技堅(jiān)持采用自研處理器作為端側(cè)芯片產(chǎn)品的核心、并從落地場(chǎng)景的算法需求出發(fā)，從最核心的處理器IP開(kāi)始設(shè)計(jì)，力求在芯片的架構(gòu)層面與目標(biāo)場(chǎng)景的應(yīng)用需求達(dá)到更好的契合，力爭(zhēng)為產(chǎn)品打上“高性價(jià)比“、“高能效比”和”強(qiáng)應(yīng)用適用性”的標(biāo)簽。此外，通過(guò)基于RISC-V架構(gòu)的、一站式、統(tǒng)一的開(kāi)發(fā)環(huán)境，與目前主流的CPU/DSP/NPU三套開(kāi)發(fā)環(huán)境各自為政的方案相比，可以使得開(kāi)發(fā)者不需要關(guān)注異構(gòu)多核之間的通信交互和任務(wù)調(diào)度，從而大大簡(jiǎn)化了對(duì)異構(gòu)芯片開(kāi)發(fā)和調(diào)試的挑戰(zhàn)。

對(duì)于端側(cè)智能處理算法的趨勢(shì)，于欣認(rèn)為，未來(lái)網(wǎng)絡(luò)模型為了更方便地在端側(cè)設(shè)備部署，將會(huì)呈現(xiàn)小型化、輕量化的特征；迭代更新速度將會(huì)很快，而與之對(duì)應(yīng)的芯片則因研發(fā)周期長(zhǎng)而存在“滯后效應(yīng)”；傳統(tǒng)DSP算法與NN算法針對(duì)不同的應(yīng)用會(huì)長(zhǎng)期共存互補(bǔ)。結(jié)合對(duì)算法趨勢(shì)的預(yù)測(cè)，時(shí)擎科技推出了Timesformer智能計(jì)算架構(gòu)，并以此作為產(chǎn)品在端側(cè)實(shí)現(xiàn)高效計(jì)算的核心引擎。

借力RISC-V，提供turn-key方案

相較于絕對(duì)的算力等指標(biāo)數(shù)字，從實(shí)際應(yīng)用或算法的角度來(lái)評(píng)判芯片的性能，看似在芯片規(guī)格之外，實(shí)則又是直接決定芯片競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。

目前，時(shí)擎科技面向不同應(yīng)用場(chǎng)景、不同算力需求的端側(cè)智能應(yīng)用，研發(fā)了三個(gè)不同系列的芯片--AT800、AT1000和AT5000。據(jù)于欣介紹，公司端側(cè)芯片競(jìng)爭(zhēng)力主要表現(xiàn)在三個(gè)方面，一是更高的AI算力效率，可以做到與端側(cè)算法的緊密配合；二是能夠?yàn)橛脩魩?lái)更好的編程體驗(yàn)，讓AI算法更容易地高效部署落地；三是可以提供定制化的圖像處理器（ISP）和豐富靈活的多媒體接口組合。

時(shí)擎科技端側(cè)RISC-V處理器IP

據(jù)電子發(fā)燒友網(wǎng)了解，目前出貨的主要是AT1000系列，并且從去年Q3成功量產(chǎn)以來(lái)，累計(jì)出貨量已接近百萬(wàn)片；AT800和AT5000系列也將會(huì)在今年下半年開(kāi)始量產(chǎn)出貨。

時(shí)擎科技AT系列端側(cè)智能芯片

據(jù)于欣介紹，一家合作伙伴的雙麥降噪+離線識(shí)別的算法，原本運(yùn)行在雙核Cortex-A7，64MB DDR2的應(yīng)用處理器上，去年開(kāi)始與時(shí)擎科技密切合作，進(jìn)行算法的深度優(yōu)化和移植，最后，成功將對(duì)方的算法部署在AT1611上（Timesformer Blaster-100 + 8 MB PSRAM），實(shí)際效果幾乎完全一致。

于欣表示，時(shí)擎科技會(huì)根據(jù)對(duì)端側(cè)市場(chǎng)需求的理解，按照RISC-V處理器的研發(fā)規(guī)劃，持續(xù)投入研發(fā)，下一步的重點(diǎn)，則是結(jié)合應(yīng)用需求和市場(chǎng)反饋，在目前的產(chǎn)品系列基礎(chǔ)上做更新迭代。相較于廣義的生態(tài)支持，時(shí)擎科技針對(duì)目標(biāo)應(yīng)用提供turn-key的方案，作為新興的ISA發(fā)展模式，通過(guò)前期觸達(dá)的應(yīng)用先落地生根，同步建設(shè)健全生態(tài)，進(jìn)而在某個(gè)或某些領(lǐng)域向通用化發(fā)展，就有機(jī)會(huì)形成如今天ARM在手機(jī)中這樣的“事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)”。

對(duì)于產(chǎn)品的架構(gòu)問(wèn)題，于欣認(rèn)為，架構(gòu)只是工具，談不上路線，只有適合與不適合，沒(méi)有對(duì)與錯(cuò)，針對(duì)主控處理器、DSP處理器、NPU、DSA等不同種類的處理器，公司已經(jīng)積累了包括微架構(gòu)、邏輯設(shè)計(jì)、物理設(shè)計(jì)、配套軟件工具鏈等在內(nèi)的全棧定制能力。如前文所述，時(shí)擎科技團(tuán)隊(duì)本身是做ARM處理器出身，對(duì)ARM的架構(gòu)、處理器IP和SOC等具備深厚的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)，因此，除了大力研發(fā)RISC-V芯片，未來(lái)也會(huì)有基于ARM架構(gòu)的芯片產(chǎn)品面世，據(jù)悉正在積極籌備規(guī)劃中。

是挑戰(zhàn) 更是機(jī)遇

端側(cè)智能芯片在保障利用AI算法處理巨量數(shù)據(jù)所需的算力的同時(shí)，具有高度的靈活性，并能夠針對(duì)具體用場(chǎng)景做出更好的優(yōu)化，同時(shí)削減了傳輸時(shí)延，也大幅降低了通信需求在應(yīng)用端承擔(dān)的沉重壓力，此外在隱私保護(hù)和數(shù)據(jù)安全方面也具有難以替代的優(yōu)勢(shì)，正是由于諸多優(yōu)點(diǎn)吸引了大量企業(yè)聚焦于此。

在日新月異、快速發(fā)展的AI業(yè)界，初創(chuàng)企業(yè)面臨著不小的挑戰(zhàn)。市場(chǎng)和銷售渠道都要從零到一進(jìn)行搭建，產(chǎn)品也需要一個(gè)循序漸進(jìn)的打磨過(guò)程，另外，仍有待提高的市場(chǎng)成熟度，也是需要面對(duì)的挑戰(zhàn)；但另一方面，是挑戰(zhàn)更是機(jī)遇，正是因?yàn)閷儆诔鮿?chuàng)企業(yè)，沒(méi)有積累，也意味著沒(méi)有包袱，市場(chǎng)尚未成熟，群雄逐鹿，但意味著尚未形成寡頭格局。對(duì)于端側(cè)智能芯片的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，于欣認(rèn)為，從時(shí)擎科技的角度，一方面，已經(jīng)形成了一定規(guī)模、具備相當(dāng)經(jīng)驗(yàn)的業(yè)務(wù)團(tuán)隊(duì)，更重要的是，作為一家產(chǎn)品涵蓋從處理器IP到芯片再到應(yīng)用全鏈條的公司，還應(yīng)堅(jiān)持從應(yīng)用和落地出發(fā)去打磨產(chǎn)品，既要敏銳的洞察市場(chǎng)風(fēng)向，也要堅(jiān)持自身的既定路線，在芯片本身的競(jìng)爭(zhēng)力基礎(chǔ)上，扎扎實(shí)實(shí)做好每一個(gè)細(xì)分領(lǐng)域的應(yīng)用落地，相信隨著市場(chǎng)的成熟和爆發(fā)之后，會(huì)有所期待的收獲。

對(duì)于公司的未來(lái)規(guī)劃，于欣表示，公司成立三年來(lái)，每年?duì)I收增幅都超過(guò)100%，2020年公司營(yíng)收超過(guò)2000萬(wàn)，預(yù)計(jì)2021年可以達(dá)到8000萬(wàn)，未來(lái)三年內(nèi)，在產(chǎn)品方面，時(shí)擎科技將把產(chǎn)品定義、研發(fā)、銷售的閉環(huán)在現(xiàn)有的三個(gè)系列的產(chǎn)品上完全驗(yàn)證走通，并進(jìn)行產(chǎn)品的升級(jí)和迭代；在團(tuán)隊(duì)建設(shè)方面，繼續(xù)補(bǔ)強(qiáng)短板，加強(qiáng)研發(fā)投入，在扎實(shí)的芯片設(shè)計(jì)能力之上，也將加強(qiáng)算法和應(yīng)用軟件的團(tuán)隊(duì)規(guī)模和力量，力爭(zhēng)早日在國(guó)內(nèi)端側(cè)芯片的廠家里占有屬于自己的一席之地。

電子發(fā)燒友開(kāi)放平臺(tái)【RISC-V專題】，歡迎本土創(chuàng)新產(chǎn)品及方案商，一起探討RISC-V帶來(lái)的機(jī)遇及商業(yè)化落地~

專題合作/入群交流/更多資訊，掃碼添加好友