三年時間內(nèi),AI如何成為芯片的“標配”?

時間:2021-07-27

來源:網(wǎng)絡轉載

導語:從上游半導體IP的視角,汪洋用真實案例告訴鎂客網(wǎng),一些從事ISP算法已經(jīng)10年、20年的企業(yè),最后在相關產(chǎn)品的性能PK中,都表示無法贏過AI公司。

  提到芯片上游設計環(huán)節(jié),有兩個環(huán)節(jié)是繞不過的,就是EDA和IP。

  而這兩個環(huán)節(jié)有一個共同的特點,就是以數(shù)十億、百億美元的銷售額,翹起了千億美元市場規(guī)模的半導體產(chǎn)業(yè)。

  比如芯片設計IP,數(shù)據(jù)統(tǒng)計,該產(chǎn)業(yè)在2020年的銷售額達到了46億美元,是自2000年以來最好的增長年份。再看2020年的半導體產(chǎn)業(yè),市場規(guī)模達到了4330億美元。

  看到這里,我們不禁發(fā)問:在如此重要的芯片設計環(huán)節(jié),中國實力究竟如何呢?

  帶著這個疑問,鎂客網(wǎng)有幸采訪了國內(nèi)半導體IP授權服務商芯原股份的商業(yè)運營高級副總裁汪洋先生,就當前國產(chǎn)IP的多方面作了深入探討。

  依據(jù)IPnest的最新排名,2020年,芯原股份位列全球第七、中國大陸排名第一。

  3年時間內(nèi),芯片對傳統(tǒng)算法需求與AI的關系“完全錯位”

  提起芯片的國產(chǎn)化,AI芯片在這幾年來被視為一個新機遇。

  究竟AI芯片有多受熱捧呢?站在IP的角度,用汪洋的話來說,相比3年前,客戶如今對待AI的態(tài)度可謂天壤之別。

  汪洋向鎂客網(wǎng)道出了自己的真實案例與感受:3年前,他向客戶推廣AI技術,在近一年內(nèi)的無數(shù)次碰面中,客戶只有一個問題——用AI如何賺錢?“簡而言之,客戶知道AI是一個趨勢,但是他不清楚AI能夠帶來怎樣的效益。”

  針對這一點,只能說在當時那個環(huán)境內(nèi),AI技術的呼聲雖然很高,但產(chǎn)業(yè)化落地的成功案例還不突出。隨著人們對“邊緣人工智能計算”有了更清晰的認知,這一情況得到了極大改觀。

  “3年后的今天,我們再來看客戶產(chǎn)品,芯片里面只要還有一點空間,就一定要放AI進去,能放多少放多少,與之前的態(tài)度可以說是天壤之別。”不夸張的說,“無AI不芯片”已經(jīng)成為當前芯片產(chǎn)業(yè)的一個小縮影。

  至于這背后態(tài)度的前后不同,汪洋總結為“嘗到了AI的甜頭”。這怎么說?

  他以ISP為例,眾所周知,這一領域在過去一直都是索尼、尼康、佳能等日本廠商的“天下”,且后來者因為缺少ISP(圖像信號處理器)算法的積累,因而進入的門檻也很高。但汪洋用自己的切身體會告訴我們,這一現(xiàn)象正在被顛覆。

  “我們找了幾家國內(nèi)從事ISP算法已經(jīng)10年、20年的企業(yè),讓他們與一家AI公司進行相關產(chǎn)品的性能PK,這些老兵最后都表示無法贏過后者?!毙枰⒁獾氖?,這家AI公司并不是專業(yè)研究ISP算法的企業(yè),也沒有十幾、二十多年的ISP經(jīng)驗,但聚焦于利用AI對現(xiàn)有ISP處理后的成品進行數(shù)據(jù)修復與優(yōu)化。

  “現(xiàn)在,即便研究某些特定算法20年,都難抵AI算法對其的快速顛覆,芯片對傳統(tǒng)算法需求與AI之間的關系已經(jīng)完全錯位?!?/p>

  芯片技術變革下,IP廠商的職能也正打破傳統(tǒng)

  當前,在神經(jīng)網(wǎng)絡處理器IP這一業(yè)務上,芯原股份的產(chǎn)品已經(jīng)被用于40多家客戶的80多款產(chǎn)品中。

  一般而言,從IP選型到芯片投片,芯片設計廠商需要花費約兩年時間,其中僅IP評估+芯片設計環(huán)節(jié)就占到十幾個月時間。不得不承認,在當下芯片迭代速度不斷加快的背景下,用2年來設計一款芯片著實有點耗費時間了。

  針對這一點,芯原股份提出了“芯片設計平臺即服務(SiPaaS)”的模式,即依托芯原自主設計的半導體IP,為客戶提供平臺化、全方位、一站式的芯片定制服務和半導體IP授權服務,兩種服務之間有非常高的協(xié)同效應。

  “公司交付給客戶的可以是IP產(chǎn)品,也可以根據(jù)客戶的需求直接交付一款實實在在的芯片——客戶只需要告訴我芯片規(guī)格和訴求,基于公司已有的大量IP,我們便能夠為他定制一款芯片。”汪洋表示,“通過以Chiplet實現(xiàn)特殊功能IP的“即插即用”,也即IP as a Chiplet (IaaC) 理念,把過去客戶需要花費兩年時間完成一款芯片的投片,縮短到現(xiàn)在可能只需要幾個月的時間,就能夠做到芯片面世及出貨。”

  這一模式的成功,需要IP公司具備兩點,一個是手握很好的IP,一個是懂設計。其中針對第一點,很好的IP,不只是注重性能,還需要IP類型夠全。

  目前,芯原股份擁有5大類型數(shù)字處理器IP,包括GPU IP、NPU IP、VPU IP、DSP IP和ISP IP;以及1400多個數(shù)?;旌螴P和射頻IP?!皬膯晤怚P的技術優(yōu)越性,以及擁有的IP種類的豐富度來講,芯原可以說是全球領先的IP提供商之一?!蓖粞笙蜴V客網(wǎng)說到。

  至于為什么能夠做到如此豐富,背后也有SiPaaS模式的聯(lián)動效益,“通過過往的自研和收購,我們已經(jīng)逐步積累了基礎,同時利用幫助客戶定制芯片的業(yè)務,我們也能夠在第一時間了解他們的需求和痛點,繼而在服務過程中了解到IP的不足和空白之處,并戰(zhàn)略性地補充和優(yōu)化自有的IP庫?!?/p>

  與此同時,因為使用自有的IP,并一手包攬了芯片設計工作,因此相較于客戶使用不同來源IP設計的芯片,在性能優(yōu)化、低功耗設計與IP整合緊密度上,芯原股份為客戶定制的芯片在市場中更具競爭力。

  以芯原股份十分看好的可穿戴設備賽道為例,“以前手機芯片的難度在于通訊基帶,但是現(xiàn)在,不管是手表、眼鏡還是耳機,其主要門檻變成了低功耗與IP整合。”汪洋表示:“相較于廠商A+B+C搭積木的做法,芯原更偏向于設計特別精簡的小IP,并將它們像樂高那般緊緊相扣。此時,將芯片嵌入耳機產(chǎn)品后,可能前者只能運行幾小時,而搭載芯原產(chǎn)品的耳機能夠運行一天?!?/p>

  農(nóng)村包圍城市,或成超車彎道

  在前面提及具體產(chǎn)品的時候,想必大家也已經(jīng)注意到,雖然芯原股份在IP的豐富度上做到了第一,但是論及具體的IP,卻沒有見到大家更為熟悉的CPU IP。難道芯原不打算做這一塊嗎?

  嚴格來看,針對CPU IP,芯原股份并沒有放棄,只是它換了一種打法,我們或許可以將之歸類為“農(nóng)村包圍城市”的打法。

  單看CPU這一市場,正如汪洋所說,在國內(nèi)市場,從事CPU芯片的供應商就有10個以上,在基礎體系上,可以說是百花齊放,“CPU已經(jīng)不是一個產(chǎn)品的概念,而是一個生態(tài)的概念,此時再進攻CPU市場,可能花費很多資源之后,最終才做出一點點成果?!憋@然,這是不劃算的,但是CPU作為主流計算模塊,又是不可放棄的。多方綜合考慮下,芯原股份最終決定順應異構計算的趨勢,從DPU下手。

  “未來的趨勢是異構計算,屆時CPU所承擔的計算工作將只是其中的一部分,而更多的計算工作則交由其他專用類關鍵模塊。”

  此時,芯原股份多年來的“引進、消化、吸收、再創(chuàng)新”工作就發(fā)揮了效用,包括在2006年收購LSI Logic的ZSP(數(shù)字信號處理器)部門獲得DSP IP;在2010年跟Google合作繼而開始持續(xù)研發(fā)高端視頻處理器VPUIP;在2014年收購ArcSoft 軟件開發(fā)團隊后開始研發(fā)ISP IP;以及在2015年收購圖芯拿到GPU技術,繼而開始神經(jīng)網(wǎng)絡處理器NPU IP的研發(fā)工作等?!?0多年來,我們積累這些IP技術,都是有目的性的?!?/p>

  汪洋進一步解釋,芯原所做的,就是拿下除CPU之外的所有關鍵模塊,“CPU領域內(nèi)有很多歷史原因、生態(tài)原因,會給后來者的發(fā)展帶去較大阻力,而DPU關鍵模塊當前對生態(tài)的依賴性并不如CPU大,也就留出了機會?!?/p>

  換一句話說,屆時,不管客戶用的是哪家的CPU IP,在這之外的模塊,則都可以享受芯原股份的“一條龍服務”。

  當然,芯原股份也并不是完全不碰CPU IP品類,只不過相較于霸占了移動處理器市場的ARM架構,以及主要落地PC處理器市場的x86,它更為關注的是當下勢頭正盛的RISC-V。作為中國RISC-V產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的首任理事長單位,芯原已投資中國大陸第一家專業(yè)RISC-V IP公司——芯來科技,并大力推動RISC-V生態(tài)建設。

  “RISC-V就是一個契機,給了中國產(chǎn)業(yè)一個很大的機會,可以讓廠商不用受到ARM、x86等架構的授權限制,更可以實現(xiàn)一種差異化創(chuàng)新,基于RISC-V架構做中國自己的一些差異化CPU布局?!蓖粞蟊硎?。

  就比如結合芯原股份的各類IP,RISC-V的開源、擴展體系讓它能夠吸納更多創(chuàng)新設計,此時“我們研發(fā)的DPU等各種數(shù)據(jù)處理關鍵技術與產(chǎn)品,就可以與RISC-V進行配合,繼而形成不同的基于RISC-V技術的產(chǎn)品,最終去服務不同的行業(yè)?!?/p>

  而眾所周知,當前RISC-V更多落地在汽車、工業(yè)控制、通信、智能家居等泛物聯(lián)網(wǎng)領域,我們在上面也提到了,這也是芯原在后期頗為關注的方向。

  此外,汪洋還向我們展示了其他一些國產(chǎn)芯實現(xiàn)超車的“彎道”,譬如他們正在研發(fā)的終極內(nèi)存/緩存技術,“在高端應用處理器方面,我們得以用低成本實現(xiàn)高性能的主要秘密武器就是創(chuàng)新的內(nèi)存管理技術,這是彎道超車的‘彎道’之一。”

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