圖靈獎得主華人高徒發(fā)布AI芯片！64位RISC-V、高度可編程，低功耗

2018-11-20 14:58:23 量子位

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還記得OURS嗎？

沒錯，就是那家簡寫自O(shè)ptical Universal RISC Systems，基于RISC-V指令集設(shè)計AI 芯片的創(chuàng)新公司。

而且之前也介紹過，OURS的創(chuàng)始人譚章熹，正是2017年圖靈獎得主、計算體系架構(gòu)一代宗師David Patterson教授的華人博士——中國大陸唯一一個學(xué)計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)/處理器的弟子。

△Patterson教授和2位華人弟子：Robert Yung和譚章熹(右）

現(xiàn)在，歷時7個月，OURS的第一款芯片——Pygmy人工智能芯片發(fā)布。

連David Patterson都感嘆，這是一個不可思議的速度。

此外，OURS還正式在深圳建立了中資RISC-V技術(shù)公司睿思芯科。

AI 芯片市場，迎來重要玩家。

AI 芯片Pygmy

睿思芯科此次發(fā)布的這款Pygmy人工智能芯片，是一款基于64位RISC-V指令集、具有高度可編程、低功耗高能效的優(yōu)點(diǎn)、可廣泛應(yīng)用于各種物聯(lián)網(wǎng)終端AI inference場景的芯片。

技術(shù)細(xì)節(jié)上，Pygmy芯片基于最先進(jìn)的RISC-V開源指令集，采用了多核異構(gòu)架構(gòu)，基于臺積電28nm工藝。

芯片中的CPU架構(gòu)是睿思芯科基于RISC-V指令集設(shè)計而成，并針對多種AI應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。

芯片中的12個高度可編程AI加速引擎，也是基于睿思芯科自定義開發(fā)的RISC-V矢量擴(kuò)展指令集設(shè)計而成。

完全采用RISC-V指令架構(gòu)，能夠令SoC芯片各個功能模塊更好協(xié)調(diào)，提升性能。

就具體性能而言，Pygmy中的RISC-V CPU具有64位位寬，主頻600 MHz，基于RV64G指令集，支持雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算，具備乘法器、除法器、開方器等，主控CPU功耗僅為10mW。

對比ARM的同級別芯片，能耗下降85%，面積減少80%，相當(dāng)于用一般的32位處理器的面積和功耗就實(shí)現(xiàn)了64位處理器的性能。

Pygmy中的12個AI內(nèi)核均為高度可編程，可以支持各種主流AI算法。

各個引擎可以靈活調(diào)配，令用戶可以在高性能和低功耗間自由配置。

芯片上還搭載了1 MB的SRAM，支持LPDDR4、SPI、UART等數(shù)據(jù)輸入輸出模式。

通過前端/后段的全棧設(shè)計，Pygmy實(shí)現(xiàn)了energy proportional computing，待機(jī)設(shè)計功耗不超過1mW.

Pygmy芯片中還支持硬件斷點(diǎn)，可實(shí)時讀取關(guān)鍵寄存器；睿思芯科在研制Pygmy芯片的同時，還自主開發(fā)了完善的編譯器、SDK、工具鏈，基于GCC、LLVM等開源實(shí)現(xiàn)。

這些工作，能夠支撐用戶更好的進(jìn)行二次開發(fā)。

應(yīng)用場景方面，睿思芯科方面介紹稱，因兼具高可編程性和高能效比，Pygmy能夠?qū)⒏咝阅艿?a href="http://www.xebio.com.cn/ai" target="_blank" class="keylink">AI算力注入到低功耗的物聯(lián)網(wǎng)終端的各類AI應(yīng)用中。

例如智能家居的人機(jī)交互、安防監(jiān)控的人臉識別、無人駕駛的傳感器融合等場景。

基于RISC-V可編程架構(gòu)

作為RISC-V架構(gòu)下的旗手玩家，睿思芯科自然希望通過產(chǎn)品展現(xiàn)出RISC-V可編程架構(gòu)的巨大潛力。

睿思芯科創(chuàng)始人譚章熹說，Pygmy還兼具兩大特點(diǎn)。

第一，通用處理器的多可編程性，但可比肩ASIC的能效。

在上述低功耗的情況下，Pygmy可實(shí)現(xiàn)4 TOPS/watt（整數(shù)Int8）。

作為對比Google第一代28 nm TPU 92 TOPs over 40 watt，差不多2.3 TOPS/watt. Google使用的是固定的脈動陣列（systolic array），而作為基于RISC-V的多核可編程AI引擎，能效卻可超過純ASIC加速器的實(shí)現(xiàn)。

這充分體現(xiàn)了開放RISC-V架構(gòu)為計算機(jī)架構(gòu)的innovation提供了巨大的空間, 靈活性和潛力。

△圖靈獎得主Patterson教授在OURS展臺

第二，能大幅縮短從0到1的時間。

這樣一款高性能、高復(fù)雜度的芯片，睿思芯科的工程師僅用了創(chuàng)紀(jì)錄的7個月時間，就完成了從零開始設(shè)計驗證到交付流片的全部研發(fā)工作。

而且芯片經(jīng)過生產(chǎn)封測，回到公司第一天就能加電啟動。

除了睿思芯科研發(fā)團(tuán)隊的技術(shù)實(shí)力，背后自然密不可分的是RISC-V極為干凈簡潔的優(yōu)秀架構(gòu)。

△Patterson教授烏鎮(zhèn)演講

亮相烏鎮(zhèn)，圖靈獎得主親自介紹

當(dāng)然，如此性能的芯片，Patterson教授在烏鎮(zhèn)世界互聯(lián)網(wǎng)大會上也親自以代表案例對外介紹。

這位新晉圖靈獎得主，在其The Future of the Internet is the Cloud and Edge, which the Free and Open RISC-V Architecture Accelerates的演講中，以Pygmy為例，說明RISC-V的先進(jìn)和強(qiáng)大。

Patterson教授還表示，RISC-V的未來在中國，而中國的半導(dǎo)體芯片技術(shù)和市場發(fā)展也離不開RISC-V。