RISC-V架構(gòu)DSA處理器賦能端側(cè)應(yīng)用 破解智能處理芯片算力效率難題

近年來，人工智能的發(fā)展重心逐漸從云端向終端轉(zhuǎn)移，相伴而生的，是人工智能芯片產(chǎn)業(yè)的全面發(fā)展。但，如何在大大小小的市場玩家中，避免千人一面的同質(zhì)化競爭，揚長避短，在激烈的市場競爭中分得一杯羹，是所有AI公司都要面對的問題和挑戰(zhàn)。

時擎智能科技（上海）有限公司致力于通過架構(gòu)創(chuàng)新和定制化芯片設(shè)計，為廣泛的端側(cè)設(shè)備提供支持語音、視覺、影像、顯示等多模態(tài)智能人機交互和數(shù)據(jù)處理的芯片產(chǎn)品，以及完整的系統(tǒng)級解決方案。

時擎科技總裁 于欣

公司總裁于欣在接受電子發(fā)燒友網(wǎng)專訪時表示，時擎科技核心團隊來自前Marvell的ARM處理器團隊和芯原微電子的SoC團隊，在各種不同類型的處理器（主控/DSP/NPU/DSA）微架構(gòu)、邏輯設(shè)計、軟件工具鏈等方面均具有領(lǐng)先的能力；在SoC方面，時擎科技核心團隊曾主導(dǎo)過各種類型的音視頻SoC，對各類端側(cè)影音芯片的設(shè)計和量產(chǎn)具有豐富的工程經(jīng)驗；公司研發(fā)能力完整地覆蓋了核心IP，芯片設(shè)計、驗證、實現(xiàn)，生產(chǎn)運營，系統(tǒng)軟件和圖像語音算法等芯片研發(fā)的各個流程和環(huán)節(jié)，可以為客戶端側(cè)場景的需求提供完整的解決方案。

如何應(yīng)對：端側(cè)設(shè)備對成本/功耗的敏感性

在應(yīng)用繁多的AIoT時代，產(chǎn)品自主創(chuàng)新朝著何種方向，更需要根據(jù)不同的場景進行分析。但從總的趨勢來看，端側(cè)設(shè)備智能化是顯而易見的。

在競爭力方面，對成本和功耗比較敏感的端側(cè)設(shè)備而言，算力效率即單位算力的成本和功耗極為重要，同時，不容忽視的，還有算力落地的可實現(xiàn)性，也就是如何將算力高效的發(fā)揮出來，切實的為用戶帶來更好的產(chǎn)品體驗。此外，在端側(cè)場景下，如何打造定制化的處理器方案，與各類語音、圖像、聲學(xué)前處理、識別分類等深度學(xué)習(xí)算法更好的配合，在滿足應(yīng)用需求的前提下，做到更好的算力效率，也是提升能效比、性價比培養(yǎng)競爭力的著力點。

對此，于欣表示，時擎科技堅持采用自研處理器作為端側(cè)芯片產(chǎn)品的核心、并從落地場景的算法需求出發(fā)，從最核心的處理器IP開始設(shè)計，力求在芯片的架構(gòu)層面與目標(biāo)場景的應(yīng)用需求達到更好的契合，力爭為產(chǎn)品打上“高性價比“、“高能效比”和”強應(yīng)用適用性”的標(biāo)簽。此外，通過基于RISC-V架構(gòu)的、一站式、統(tǒng)一的開發(fā)環(huán)境，與目前主流的CPU/DSP/NPU三套開發(fā)環(huán)境各自為政的方案相比，可以使得開發(fā)者不需要關(guān)注異構(gòu)多核之間的通信交互和任務(wù)調(diào)度，從而大大簡化了對異構(gòu)芯片開發(fā)和調(diào)試的挑戰(zhàn)。

對于端側(cè)智能處理算法的趨勢，于欣認為，未來網(wǎng)絡(luò)模型為了更方便地在端側(cè)設(shè)備部署，將會呈現(xiàn)小型化、輕量化的特征；迭代更新速度將會很快，而與之對應(yīng)的芯片則因研發(fā)周期長而存在“滯后效應(yīng)”；傳統(tǒng)DSP算法與NN算法針對不同的應(yīng)用會長期共存互補。結(jié)合對算法趨勢的預(yù)測，時擎科技推出了Timesformer智能計算架構(gòu)，并以此作為產(chǎn)品在端側(cè)實現(xiàn)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(biāo)數(shù)字，從實際應(yīng)用或算法的角度來評判芯片的性能，看似在芯片規(guī)格之外，實則又是直接決定芯片競爭力的關(guān)鍵。

目前，時擎科技面向不同應(yīng)用場景、不同算力需求的端側(cè)智能應(yīng)用，研發(fā)了三個不同系列的芯片--AT800、AT1000和AT5000。據(jù)于欣介紹，公司端側(cè)芯片競爭力主要表現(xiàn)在三個方面，一是更高的AI算力效率，可以做到與端側(cè)算法的緊密配合；二是能夠為用戶帶來更好的編程體驗，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。

時擎科技端側(cè)RISC-V處理器IP

據(jù)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，累計出貨量已接近百萬片；AT800和AT5000系列也將會在今年下半年開始量產(chǎn)出貨。

時擎科技AT系列端側(cè)智能芯片

據(jù)于欣介紹，一家合作伙伴的雙麥降噪+離線識別的算法，原本運行在雙核Cortex-A7，64MB DDR2的應(yīng)用處理器上，去年開始與時擎科技密切合作，進行算法的深度優(yōu)化和移植，最后，成功將對方的算法部署在AT1611上（Timesformer Blaster-100 + 8 MB PSRAM），實際效果幾乎完全一致。

于欣表示，時擎科技會根據(jù)對端側(cè)市場需求的理解，按照RISC-V處理器的研發(fā)規(guī)劃，持續(xù)投入研發(fā)，下一步的重點，則是結(jié)合應(yīng)用需求和市場反饋，在目前的產(chǎn)品系列基礎(chǔ)上做更新迭代。相較于廣義的生態(tài)支持，時擎科技針對目標(biāo)應(yīng)用提供turn-key的方案，作為新興的ISA發(fā)展模式，通過前期觸達的應(yīng)用先落地生根，同步建設(shè)健全生態(tài)，進而在某個或某些領(lǐng)域向通用化發(fā)展，就有機會形成如今天ARM在手機中這樣的“事實上的標(biāo)準(zhǔn)”。

對于產(chǎn)品的架構(gòu)問題，于欣認為，架構(gòu)只是工具，談不上路線，只有適合與不適合，沒有對與錯，針對主控處理器、DSP處理器、NPU、DSA等不同種類的處理器，公司已經(jīng)積累了包括微架構(gòu)、邏輯設(shè)計、物理設(shè)計、配套軟件工具鏈等在內(nèi)的全棧定制能力。如前文所述，時擎科技團隊本身是做ARM處理器出身，對ARM的架構(gòu)、處理器IP和SOC等具備深厚的經(jīng)驗基礎(chǔ)，因此，除了大力研發(fā)RISC-V芯片，未來也會有基于ARM架構(gòu)的芯片產(chǎn)品面世，據(jù)悉正在積極籌備規(guī)劃中。

是挑戰(zhàn) 更是機遇

端側(cè)智能芯片在保障利用AI算法處理巨量數(shù)據(jù)所需的算力的同時，具有高度的靈活性，并能夠針對具體用場景做出更好的優(yōu)化，同時削減了傳輸時延，也大幅降低了通信需求在應(yīng)用端承擔(dān)的沉重壓力，此外在隱私保護和數(shù)據(jù)安全方面也具有難以替代的優(yōu)勢，正是由于諸多優(yōu)點吸引了大量企業(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)面臨著不小的挑戰(zhàn)。市場和銷售渠道都要從零到一進行搭建，產(chǎn)品也需要一個循序漸進的打磨過程，另外，仍有待提高的市場成熟度，也是需要面對的挑戰(zhàn)；但另一方面，是挑戰(zhàn)更是機遇，正是因為屬于初創(chuàng)企業(yè)，沒有積累，也意味著沒有包袱，市場尚未成熟，群雄逐鹿，但意味著尚未形成寡頭格局。對于端側(cè)智能芯片的機遇與挑戰(zhàn)，于欣認為，從時擎科技的角度，一方面，已經(jīng)形成了一定規(guī)模、具備相當(dāng)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(yīng)用全鏈條的公司，還應(yīng)堅持從應(yīng)用和落地出發(fā)去打磨產(chǎn)品，既要敏銳的洞察市場風(fēng)向，也要堅持自身的既定路線，在芯片本身的競爭力基礎(chǔ)上，扎扎實實做好每一個細分領(lǐng)域的應(yīng)用落地，相信隨著市場的成熟和爆發(fā)之后，會有所期待的收獲。

對于公司的未來規(guī)劃，于欣表示，公司成立三年來，每年營收增幅都超過100%，2020年公司營收超過2000萬，預(yù)計2021年可以達到8000萬，未來三年內(nèi)，在產(chǎn)品方面，時擎科技將把產(chǎn)品定義、研發(fā)、銷售的閉環(huán)在現(xiàn)有的三個系列的產(chǎn)品上完全驗證走通，并進行產(chǎn)品的升級和迭代；在團隊建設(shè)方面，繼續(xù)補強短板，加強研發(fā)投入，在扎實的芯片設(shè)計能力之上，也將加強算法和應(yīng)用軟件的團隊規(guī)模和力量，力爭早日在國內(nèi)端側(cè)芯片的廠家里占有屬于自己的一席之地。

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