來源:華強資訊
首先,從RISC-V的角度來看,它究竟能何種程度上提升AI芯片在變幻莫測的AIoT市場形勢下的適應力?譚章熹表示:“RISC-V是非常簡單和非常干凈的設計,用戶指令和特殊指令分開,它是模塊化的,可以根據(jù)需求做自己定制化的模塊和擴展,有足夠的指令空間做定制化。另外,它的穩(wěn)定性也很好,當我們定了RISC-V本身的基準指令后,不會再有變化,要想增加新的指令,可以通過擴展子集實現(xiàn),而不是加強新版本。”作為軟硬件接口的指令架構(gòu),RISC-V對AI芯片提供了非常重要的基礎,有非常好的標準指令子集,以及編譯器、Linux支持,這樣的靈活性使得自由修改AI擴展非常容易。
也正基于此,OURS的首款AI芯片僅用7個月就完成了從零開始設計驗證到交付流片的全部工作,而高通最近領投的SiFive公司,也宣稱開發(fā)出一套RISC-V新的IP僅需要1-3個月的時間,相比之下ARM芯片往往需要1年甚至更久,這是非常直觀的差距。對此,譚章熹解釋到:“之所以能夠在不到一年的時間內(nèi)完成全部研發(fā)工作,一個很關鍵的因素就是RISC-V的指令集。我們知道,一款微處理器的設計很難,因為軟件和硬件接口的地方很多,比如OS、SW framework、模擬器等,不過我們依靠RISC-V的生態(tài),生態(tài)中的開發(fā)工具以及工具鏈等幫助我們極大的縮短的芯片的校驗時間。”
另外,在AI算法運行的核心載體即AI加速引擎方面,據(jù)悉OURS的首款AI芯片Pygmy除了核心的CPU架構(gòu)采用RISC-V指令集設計之外,內(nèi)置的12個高度可編程AI加速引擎同樣是基于OURS自定義開發(fā)的RISC-V矢量擴展指令集設計而成,這也為其進一步保持與跟進新算法預留了充足的可擴展空間。
譚章熹指出:“Pygmy的12個高度可編程的AI引擎,主要針對神經(jīng)網(wǎng)絡以及CNN算法進行了優(yōu)化,能夠支持AI圖像和語音的應用。之所以集成的是12個可編程AI加速引擎,與我們芯片的面積是有很大關系的。當然12個加速引擎只代表一個邊界,根據(jù)不同應用的性能和功耗要求,可以配置數(shù)量不同的可編程AI加速引擎,并且我們的團隊能夠在3個月內(nèi)就完成AI加速引擎核的定制。”
固然,為提升AI芯片對新算法的適應力,除了指令集上從復雜轉(zhuǎn)向精簡化設計之外,芯片架構(gòu)上的創(chuàng)新也非常重要。專用加速引擎的設計上,時擎智能主要采用的是當下大火的可重構(gòu)的芯片架構(gòu)。這種方法類似于以一種搭積木的方式來進行架構(gòu)設計,即將神經(jīng)網(wǎng)絡打散成很多個不同模塊,當客戶需要做語音AI時,就通過選擇特定的區(qū)塊來進行組合,從何實現(xiàn)語音AI加速功能;而當客戶需要做視覺AI時,就重新將“積木”打散,根據(jù)需要來進行組合使用。這樣既可以做到更強的適應性,同時又能保持小體積、低功耗以及夠用的性能。
時擎智能設計總監(jiān)曹英杰表示:“AI算法的演進速度會比芯片設計的速度會快得多,目前擺在芯片架構(gòu)師面前的很大挑戰(zhàn)就是,如何要為兩年以后的算法做架構(gòu)設計,如果AI芯片架構(gòu)做的過于的固化和專用,當芯片出來的時候,當時所支持的專用AI算法很有可能已經(jīng)過時。而可重構(gòu)的架構(gòu)雖然可能在某些專用算法上,計算效率會比那些比較固化的設計差幾個百分點,但它適用于不同AI算法的平均計算效率會高的多,通用可重構(gòu)的架構(gòu)在比較長的一段時間內(nèi)都能適應新進來的算法。”通過這種方式,能夠進一步提升AI芯片對市場應變能力,靈活適應AIoT市場變幻莫測的環(huán)境。
總之,算法演進與芯片架構(gòu)之間的矛盾已在當今的AI芯片市場廣泛顯現(xiàn)。對如今越來越多的行業(yè)新秀們來說,這種矛盾也將在未來相當長一段時間內(nèi)持續(xù)存在且難以根除。因此,在沒有如高通、英偉達以及地平線等AI芯片大廠那般的算法實力背景下,采用RISC-V以及可重構(gòu)架構(gòu)來提升產(chǎn)品競爭力會是當下很多中小型AI芯片廠商的一條出路。但鑒于RISC-V及可重構(gòu)架構(gòu)現(xiàn)階段都還不夠成熟,這也將會抬高中小型AI芯片廠商試水的成本。但可以預見的是,未來一段時間內(nèi),高通、英偉達以及英特爾會陸續(xù)針對RISC-V以及可重構(gòu)芯片展開更多的技術布局,編者認為,這些重量級AI芯片玩家的加速推進,也將快速拉低這類領域的入局門檻。不過,國際大廠的陸續(xù)跟進,也將加劇市場競爭,對于很多AI芯片產(chǎn)業(yè)的中小型玩家來說并不是好事。畢竟,市場份額被大廠迅速分食和擠壓的形勢下,“存亡”可能僅在一念之間。
審核編輯黃昊宇
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