当全面数字化时代来临,对底层芯片最大的挑战无疑是算力提升,因为处理的数据量不断激增。“算力提升是计算演进的核心,在每一代的芯片演进过程中,算力的提升不是来自于单一的制程、算法或架构的优化,而是由这几方面综合性的因素共同推动。”近日,在ICCAD 2021峰会上,安谋科技执行董事长兼首席执行官吴雄昂提到。

 

安谋科技执行董事长兼首席执行官吴雄昂

 

从CPU的角度,每一代CPU架构可能带来百分之二三十的算力提升,每一代新制程可以带来百分之二三十甚至更高的性能提升,同时也需要对整个芯片架构和新的计算单元架构有更多的优化改进。但不容忽视的一点是,随着算力需求的进一步提升,CPU作为算力芯片必不可少的计算单元,单核架构和工艺提升对算力提升的演进贡献正日趋缓慢,不能单纯依赖像PC或移动计算初始时代多堆几个CPU,或放到最先进的工艺上就能解决现在算力提升的需求,也不能像移动时代一样,仅靠几个多核、大小核架构的功耗设计来降低大算力对低功耗的需求。

 

吴雄昂指出,“我们看到在算力快速提升过程中,传统架构越来越不能满足需求。”

 

怎么解决这个问题?回到数据本身,未来要解决的问题是,在PC、手机时代,很多数据是用户产生的,例如微信、拍照、录像等等,而个人产生的数据每个月可能只有5-10G,数据量并不算大。但是到了数字化和智能化应用场景下,例如一辆全自动驾驶的汽车,一个小时产生的数据量,就会超过一个移动用户一年产生的数据量。想象一下新造车势力发布的汽车上已经安装有12个摄像头,未来还会更多到16个摄象头,再加上毫米波雷达激光雷达等感知设备,产生的数量还会不断激增。
   
所有这些数据,跟以往的区别是:
1、高密度,摄象头的精细度从HD到2K、4K、8K,不断演进。
2、实时性,不管目前的自动驾驶是高速还是低速,关于安全,需要实时性的处理和分析这些数据流,然后帮助做出一个实时性的决定。
3、这些数据都是多样性的。
   
因此数据流的处理将成为未来系统芯片中占用最大面积,也是需要以最快速度进行提升的一个核心点。吴雄昂强调,“我们认为新的计算架构必须针对高密度的数据流处理,有专有的核心计算单元,但是这个专有计算单元、专有的域计算又会产生一个问题,因为数据流的多样性,需要一种新的架构,不仅是传统的DSA,而是在传统架构基础上能够和通用进行融合,做出多样化的可堆叠的架构,从而能够处理这些多样化的数据流,进行实时性的数据高密度计算,带来十倍、百倍的算力提升。如果我们的计算架构依然按照现在的CPU、GPU来搭建,就算有制程和软件演进,也没有办法达到百倍的提升。因此,全新的计算架构是必须的。”

 

安谋科技超域处理器研发部联合负责人KengSu Teoh

 

基于此,安谋科技给出的答案是核芯动力XPU。XPU的概念似乎不算新鲜,安谋科技超域处理器研发部联合负责人KengSu Teoh介绍,“很多厂商使用X的原因是它代表了多样、多变、无穷的概念。对安谋科技来说,在多元化的基础上,“X”还有三方面含义:一是可定制化的、多样化的结构,包括多域的支持;二是可支持多样化算力的扩展堆叠;三是针对各个场景的更精准的优化和效能的提升。”

 

在KengSu Teoh看来,以往计算架构从CPU到NPU 、VPU再到ISP,每个计算单元都是独立的,芯片设计企业往往需要从多个供应商把这些IP根据场景重新定义、二次开发、裁剪和优化,在新的高密度数据流计算环境当中,这是一个巨大的挑战。针对这样的挑战,“我们根据场景,重新定义融合计算架构、指令集、处理器IP、系统软件、设计服务等,优化数据搬运,降低功耗,提升效能,给合作伙伴提供一个完整的交付方案,XPU正是在此背景下应运而生。”基于超域架构(xDSA)的XPU可以针对不同应用,将处理AI、视频、图像等功能的计算单元组成不同的解决方案,打造融合计算架构平台,来解决海量智能数据流的处理效率和功耗问题,满足客户多元化的需求。

 

而安谋科技“核芯动力”新业务品牌的推出,就是为了打造开放的智能数据流融合计算平台,“核芯动力”XPU产品涵盖了多IP的产品组合,包括安谋科技旗下“周易”NPU、“山海”SPU、“玲珑”ISP和“玲珑”VPU等已推出的自研IP产品线。“万物互联场景下,XPU产品构建出的子系统可以广泛应用在智能汽车、基础设施、智能物联网、移动端等应用领域,可以更好地以定制的方式来解决不同行业的痛点。”KengSu Teoh最后补充。