RISC-V架構DSA處理器賦能端側應用

2021-05-23
如何應對：端側設備對成本/功耗的敏感性

在應用繁多的AIoT時(shí)代，產(chǎn)品自主創(chuàng )新朝著(zhù)何種方向，更需要根據不同的場(chǎng)景進(jìn)行分析。但從總的趨勢來(lái)看，端側設備智能化是顯而易見(jiàn)的。

在競爭力方面，對成本和功耗比較敏感的端側設備而言，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(hù)帶來(lái)更好的產(chǎn)品體驗。此外，在端側場(chǎng)景下，如何打造定制化的處理器方案，與各類(lèi)語(yǔ)音、圖像、聲學(xué)前處理、識別分類(lèi)等深度學(xué)習算法更好的配合，在滿(mǎn)足應用需求的前提下，做到更好的算力效率，也是提升能效比、性?xún)r(jià)比培養競爭力的著(zhù)力點(diǎn)。

對此，于欣表示，時(shí)擎科技堅持采用自研處理器作為端側芯片產(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)始設計，力求在芯片的架構層面與目標場(chǎng)景的應用需求達到更好的契合，力爭為產(chǎn)品打上“高性?xún)r(jià)比“、“高能效比”和”強應用適用性”的標簽。此外，通過(guò)基于RISC-V架構的、一站式、統一的開(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)注異構多核之間的通信交互和任務(wù)調度，從而大大簡(jiǎn)化了對異構芯片開(kāi)發(fā)和調試的挑戰。

對于端側智能處理算法的趨勢，于欣認為，未來(lái)網(wǎng)絡(luò )模型為了更方便地在端側設備部署，將會(huì )呈現小型化、輕量化的特征；迭代更新速度將會(huì )很快，而與之對應的芯片則因研發(fā)周期長(cháng)而存在“滯后效應”；傳統DSP算法與NN算法針對不同的應用會(huì )長(cháng)期共存互補。結合對算法趨勢的預測，時(shí)擎科技推出了Timesformer智能計算架構，并以此作為產(chǎn)品在端側實(shí)現高效計算的核心引擎。

借力RISC-V，提供turn-key方案

相較于絕對的算力等指標數字，從實(shí)際應用或算法的角度來(lái)評判芯片的性能，看似在芯片規格之外，實(shí)則又是直接決定芯片競爭力的關(guān)鍵。

目前，時(shí)擎科技面向不同應用場(chǎng)景、不同算力需求的端側智能應用，研發(fā)了三個(gè)不同系列的芯片--AT800、AT1000和AT5000。據于欣介紹，公司端側芯片競爭力主要表現在三個(gè)方面，一是更高的AI算力效率，可以做到與端側算法的緊密配合；二是能夠為用戶(hù)帶來(lái)更好的編程體驗，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RISC-V處理器IP.jpg

時(shí)擎科技端側RISC-V處理器IP

據電子發(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。

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時(shí)擎科技AT系列端側智能芯片

據于欣介紹，一家合作伙伴的雙麥降噪+離線(xiàn)識別的算法，原本運行在雙核Cortex-A7，64MB DDR2的應用處理器上，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，成功將對方的算法部署在A(yíng)T1611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 )根據對端側市場(chǎng)需求的理解，按照RISC-V處理器的研發(fā)規劃，持續投入研發(fā)，下一步的重點(diǎn)，則是結合應用需求和市場(chǎng)反饋，在目前的產(chǎn)品系列基礎上做更新迭代。相較于廣義的生態(tài)支持，時(shí)擎科技針對目標應用提供turn-key的方案，作為新興的ISA發(fā)展模式，通過(guò)前期觸達的應用先落地生根，同步建設健全生態(tài)，進(jìn)而在某個(gè)或某些領(lǐng)域向通用化發(fā)展，就有機會(huì )形成如今天ARM在手機中這樣的“事實(shí)上的標準”。

對于產(chǎn)品的架構問(wèn)題，于欣認為，架構只是工具，談不上路線(xiàn)，只有適合與不適合，沒(méi)有對與錯，針對主控處理器、DSP處理器、NPU、DSA等不同種類(lèi)的處理器，公司已經(jīng)積累了包括微架構、邏輯設計、物理設計、配套軟件工具鏈等在內的全棧定制能力。如前文所述，時(shí)擎科技團隊本身是做ARM處理器出身，對ARM的架構、處理器IP和SOC等具備深厚的經(jīng)驗基礎，因此，除了大力研發(fā)RISC-V芯片，未來(lái)也會(huì )有基于A(yíng)RM架構的芯片產(chǎn)品面世，據悉正在積極籌備規劃中。

是挑戰 更是機遇

端側智能芯片在保障利用AI算法處理巨量數據所需的算力的同時(shí)，具有高度的靈活性，并能夠針對具體用場(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用端承擔的沉重壓力，此外在隱私保護和數據安全方面也具有難以替代的優(yōu)勢，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(zhù)不小的挑戰。市場(chǎng)和銷(xiāo)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，也是需要面對的挑戰；但另一方面，是挑戰更是機遇，正是因為屬于初創(chuàng )企業(yè)，沒(méi)有積累，也意味著(zhù)沒(méi)有包袱，市場(chǎng)尚未成熟，群雄逐鹿，但意味著(zhù)尚未形成寡頭格局。對于端側智能芯片的機遇與挑戰，于欣認為，從時(shí)擎科技的角度，一方面，已經(jīng)形成了一定規模、具備相當經(jīng)驗的業(yè)務(wù)團隊，更重要的是，作為一家產(chǎn)品涵蓋從處理器IP到芯片再到應用全鏈條的公司，還應堅持從應用和落地出發(fā)去打磨產(chǎn)品，既要敏銳的洞察市場(chǎng)風(fēng)向，也要堅持自身的既定路線(xiàn)，在芯片本身的競爭力基礎上，扎扎實(shí)實(shí)做好每一個(gè)細分領(lǐng)域的應用落地，相信隨著(zhù)市場(chǎng)的成熟和爆發(fā)之后，會(huì )有所期待的收獲。

對于公司的未來(lái)規劃，于欣表示，公司成立三年來(lái)，每年營(yíng)收增幅都超過(guò)100%，2020年公司營(yíng)收超過(guò)2000萬(wàn)，預計2021年可以達到8000萬(wàn)，未來(lái)三年內，在產(chǎn)品方面，時(shí)擎科技將把產(chǎn)品定義、研發(fā)、銷(xiāo)售的閉環(huán)在現有的三個(gè)系列的產(chǎn)品上完全驗證走通，并進(jìn)行產(chǎn)品的升級和迭代；在團隊建設方面，繼續補強短板，加強研發(fā)投入，在扎實(shí)的芯片設計能力之上，也將加強算法和應用軟件的團隊規模和力量，力爭早日在國內端側芯片的廠(chǎng)家里占有屬于自己的一席之地。