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今年恰逢EETOP網(wǎng)站/論壇成立的第20年。為此，我們近期特別策劃系列“回顧與展望”的原創(chuàng)文章，通過梳理芯片產(chǎn)業(yè)、企業(yè)的發(fā)展脈絡(luò)，來了解科技是如何一點點發(fā)展起來的。以及面向未來，將如何繼續(xù)筑高地。前兩期，我們對話的是兆易創(chuàng)新和瑞薩，今天，我們來看看芯片設(shè)計中很重要的一個環(huán)節(jié)IP。

從第一代半導(dǎo)體，第二代半導(dǎo)體到如今的第三代半導(dǎo)體，“強勁芯片”已經(jīng)上升到國力競爭的重要基礎(chǔ)地位。芯片設(shè)計通常由自主設(shè)計部分與外購IP組合而成。IP行業(yè)處于整個產(chǎn)業(yè)鏈最上游，可為芯片設(shè)計提供預(yù)先設(shè)計、經(jīng)過重復(fù)驗證的、可重復(fù)使用的功能模塊。當(dāng)前，IP在芯片設(shè)計中的占比有提高的趨勢。

為更好的了解IP在芯片設(shè)計，尤其是在汽車芯片設(shè)計中的發(fā)展變化及未來趨勢，我們特別采訪了 Imagination中國區(qū)汽車業(yè)務(wù)產(chǎn)品市場拓展總監(jiān)陳竹女士。

陳竹，Imagination中國區(qū)汽車業(yè)務(wù)產(chǎn)品市場拓展總監(jiān)

01 IP的發(fā)展趨勢：RISC-V

隨著摩爾定律越來越接近極限，近年來，芯片設(shè)計和封裝技術(shù)的迭代演進成為關(guān)鍵。Chiplet和RISC-V，無疑是當(dāng)下最為熱議也是最被看好的兩大技術(shù)趨勢。RISC-V未來發(fā)展的關(guān)鍵是什么？您認(rèn)為未來最理想的計算架構(gòu)應(yīng)該是怎樣的？

針對RISC-V的問題，陳竹女士表示：“RISC-V 開啟了計算的新時代。RISC-V 的軟件生態(tài)系統(tǒng)需要與硬件標(biāo)準(zhǔn)齊頭并進，同時需要協(xié)調(diào)以避免重復(fù)并加快開發(fā)速度。RISC-V 軟件生態(tài)系統(tǒng) (RISE) 是一個新項目，它將加速 RISC-V 指令集開源軟件的開發(fā)，幫助高性能和高能效市場采用 RISC-V 指令集。合作是 RISC-V 成功的核心，為此，Imagination 積極參與了推動架構(gòu)發(fā)展的對話，無論是我們在國際董事會、技術(shù)指導(dǎo)委員會中的地位，還是通過各種特殊興趣小組 (SIG)，包括汽車特殊興趣小組 (SIG)，都是如此。”

據(jù)了解，Imagination 于2022年推出其首款實時嵌入式IMG RISC-V CPU- RTXM-2200。這款實時嵌入式內(nèi)核的ITCM和DTCM均可高達128KB，同時L1 I Cache和L1 D Cache 也都能達到128KB, 保證了確定性響應(yīng)和穩(wěn)健的性能。它還提供多種浮點格式，包括單精度和bfloat16，尤其是bfloat16使制造商能夠在不使用其他芯片的情況下通過該核部署人工智能（AI）應(yīng)用，減少成本，在成本敏感的AI攝像頭和智能計量應(yīng)用中實現(xiàn)了具有高成本效益的優(yōu)化設(shè)計。

當(dāng)下，以蘋果、特斯拉為代表的行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)都在自定義硅系統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計，靈活開源的RISC-V架構(gòu)被認(rèn)為是為當(dāng)今高科技時代而生的。最近，RISC-V的先驅(qū)SiFiive公司的高管更是表示：未來十年、十五年，幾乎全部東西都可以變成RISC-V。確實，現(xiàn)在越來越多的企業(yè)都開始嘗試嵌入式的RISC-V，如Google定義未來各種設(shè)備都會采用RISC-V。不過，行業(yè)預(yù)估，未來大規(guī)模的RISC-V使用場景一定會是汽車行業(yè)。

汽車芯片功能的技術(shù)創(chuàng)新與變革

如今，汽車架構(gòu)正在不斷發(fā)展。汽車比以往任何時候都更加智能，為乘客提供圖形豐富、反應(yīng)靈敏的乘車體驗，以及更多的自主功能，如車道輔助和自適應(yīng)巡航控制。那么， 現(xiàn)在做車規(guī)級芯片設(shè)計的關(guān)鍵是什么？從動力控制系統(tǒng)，到底盤控制、再到車身控制及ADAS等各個部分，智能化和電動化給他們帶來的芯片設(shè)計的挑戰(zhàn)有哪些？IP工具如何賦能汽車芯片，助力產(chǎn)品設(shè)計更智能、更安全，更快地推向市場？

陳竹女士回答說：“隨著汽車電子架構(gòu)的整合，每個芯片都需要做更多的工作。高效地完成這些任務(wù)意味著要充分利用每個硬件組件的功能。例如，駕駛艙域控制器仍將可靠、安全地渲染駕駛員的顯示屏；但同樣的芯片現(xiàn)在還需要支持 ADAS 功能，如駕駛員監(jiān)控。靈活的 GPU 技術(shù)可同時用于圖形渲染和計算工作負(fù)載，有助于提高芯片性能并降低成本。在軟件定義汽車時代，今天安裝在汽車上的硬件必須能夠處理未來的軟件。這當(dāng)然會帶來性能問題，但同時也需要高度靈活和可編程的芯片、協(xié)助培訓(xùn)和驗證的模型以及相關(guān)軟件，以減少車隊級軟件部署的挑戰(zhàn)。”

2023年，Imagination 推出了兩個令人振奮的 GPU IP：IMG DXT GPU和 IMG CXM GPU 。其中，IMG DXT GPU 將Imagination的 Photon 光線追蹤架構(gòu)提升到了一個新的水平，縮小了規(guī)模，使主流移動設(shè)備用戶也能體驗到光線追蹤所提供的逼真圖形。陳竹女士分享說：“隨著對 3D 圖形的需求從臺式機、控制臺和移動游戲擴展到汽車等其他市場，Imagination 的路線圖也隨之轉(zhuǎn)變，以考慮到汽車制造商及其供應(yīng)商的一系列獨特要求。”

結(jié)束語

目前，Imagination主要有四個主要類別的產(chǎn)品解決方案，即GPU、CPU、專用AI處理器（NNA）、以太網(wǎng)處理器。Imagination的核心技術(shù)是GPU。汽車領(lǐng)域是最重要的戰(zhàn)略領(lǐng)域，特別是智能駕駛艙領(lǐng)域。

Imagination是世界第四大硅IP的提供商。上個世紀(jì)80年代，當(dāng)時世界上創(chuàng)立了數(shù)十家的GPU技術(shù)相關(guān)的公司，幾年之后就只剩下幾家，大家比較熟悉的是英偉達，Imagination也是碩果僅存的幾家擁有GPU基礎(chǔ)技術(shù)的公司之一。其它還有AMD、微軟、Photoshop。除Imagination之外，其它四家公司都是美國公司，兩家技術(shù)公司、兩家軟件公司，Imagination是唯一的非美背景的公司，而且有中資背景。得益于幾十年來在GPU領(lǐng)域積累的優(yōu)勢，Imagination不僅能夠給客戶提供圖形、像素相關(guān)的處理計算，還能提供非常強的AI計算算力，高性能、低功耗、低成本成是他們強大的競爭優(yōu)勢。