CPU+XPU方案，突破5G時(shí)代大算力需求

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/梁浩斌）5G商用兩年，全球5G發(fā)展顯著。截至到2021年11月，全球已經(jīng)有180個(gè)5G商用網(wǎng)絡(luò)過(guò)，5G用戶數(shù)超過(guò)5億，5G已經(jīng)成為全球通用技術(shù)，GSMA預(yù)計(jì)2025年全球?qū)⒂?05張網(wǎng)絡(luò)覆蓋125個(gè)國(guó)家。中國(guó)5G基站和連接數(shù)令人驚艷。截至11月底，工信部數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)已建成5G基站超過(guò)115萬(wàn)個(gè)，占全球70%以上，5G終端用戶超過(guò)4.5億戶，占全球80%。

而在5G時(shí)代，終端上的算力需求也顯得尤為突出，特別是手機(jī)等移動(dòng)終端，在影像、游戲等方面都對(duì)算力需求上升了新的臺(tái)階。那么應(yīng)對(duì)未來(lái)手機(jī)技術(shù)的需求以及挑戰(zhàn)，芯片廠商要如何更好解決這些問(wèn)題？在電子發(fā)燒友網(wǎng)4月20日舉辦的2022第三屆5G技術(shù)創(chuàng)新研討會(huì)上，安謀科技移動(dòng)事業(yè)群總經(jīng)理吳京濤帶來(lái)了他的分享。

未來(lái)手機(jī)的技術(shù)展望，基于場(chǎng)景的性能優(yōu)化，手機(jī)在不同的使用場(chǎng)景下，被賦予了不同的技術(shù)要求。比如在玩3A游戲時(shí)，對(duì)圖像質(zhì)量、刷新頻率要求高，所以對(duì)GPU性能優(yōu)化與其他場(chǎng)景不同。

多媒體算力融合，多媒體系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是目前手機(jī)芯片設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，怎么充分利用CPU、GPU、NPU等針對(duì)不同場(chǎng)景來(lái)提供算力優(yōu)化這是手機(jī)廠商最為關(guān)注的點(diǎn)。吳京濤認(rèn)為，這需要建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的NPU指令集及配套的軟硬件，這能夠降低智能計(jì)算應(yīng)用落地成本以及產(chǎn)業(yè)重復(fù)投入。

安全架構(gòu)演進(jìn)，未來(lái)手機(jī)會(huì)存儲(chǔ)越來(lái)越多個(gè)人隱私信息，所以對(duì)安全的需求會(huì)不斷提高。在技術(shù)架構(gòu)上，安全架構(gòu)將擴(kuò)展到全系統(tǒng)。

算力提升，給用戶帶來(lái)的是最直接的體驗(yàn)提升，也是各大手機(jī)廠商的最大賣(mài)點(diǎn)之一。比如電影錄像模式，對(duì)于手機(jī)芯片的算力要求達(dá)到了空前的高度，需要完成實(shí)時(shí)的焦點(diǎn)轉(zhuǎn)移、焦點(diǎn)捕抓、景深控制、背景虛化、HDR、白平衡等功能。又比如用戶在播放高清視頻時(shí)，對(duì)手機(jī)的高刷新率、特效等也提出了更高的要求。

所以，為了應(yīng)對(duì)這些場(chǎng)景，ARM推出了Total Compute。吳京濤表示，這是從IP設(shè)計(jì)方法上的改變，從IP模塊演進(jìn)到用戶使用場(chǎng)景解決方案的轉(zhuǎn)變。通過(guò)跨IP域的系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化，同時(shí)演進(jìn)解決方案和產(chǎn)品，系統(tǒng)級(jí)分析來(lái)更好地解決未來(lái)使用場(chǎng)景和負(fù)載問(wèn)題。

通過(guò)Total Compute，從用戶角度來(lái)說(shuō)，在手機(jī)上能夠獲得更好的體驗(yàn)；在開(kāi)發(fā)人員的角度上，他們能夠得到一個(gè)比較一致的開(kāi)發(fā)環(huán)境，能夠獲得更多的技術(shù)支持。

以Arm V9架構(gòu)為例，安謀科技可以提供面向旗艦、中端、低端全方位的Total Compute方案，比如在旗艦或高端機(jī)型上，用到Cortex-X2、Cortex-A710、Cortex-A510、以及Mail-G710GPU、周易NPU、玲瓏VPU、ISP等等，在配合總線優(yōu)化等，提升旗艦機(jī)型的性能。

從性能上，搭配各種IP、互聯(lián)等，針對(duì)整體系統(tǒng)的性能優(yōu)化，以及真實(shí)使用場(chǎng)景和Benchmark的AP系統(tǒng)總體性能優(yōu)化。

在多媒體融合算力調(diào)度上，上圖顯示了圖像處理的過(guò)程，而在這個(gè)過(guò)程中，其中多個(gè)環(huán)節(jié)需要調(diào)用到系統(tǒng)上的各個(gè)部分提供算力，能夠充分將芯片的性能充分發(fā)揮。

從安全上，不再是一個(gè)兩個(gè)模塊提供了專(zhuān)門(mén)的特性，不僅停留在單獨(dú)的IP層面，而是需要硬件、軟件、以及生態(tài)系統(tǒng)的支持，來(lái)提供系統(tǒng)級(jí)安全特性的優(yōu)化。

為了應(yīng)對(duì)5G時(shí)代大幅增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)流處理需求，安謀科技提供了CPU+XPU的方案，XPU的IP可以提供周易NPU、山海SPU、玲瓏VPU、玲瓏ISP等，以及提供開(kāi)發(fā)工具、軟件、設(shè)計(jì)服務(wù)等。

吳京濤還提到，安謀科技針對(duì)新進(jìn)入行業(yè)的客戶，利用自己強(qiáng)大的工程師團(tuán)隊(duì)，包括前端、后端設(shè)計(jì)等能力都開(kāi)放給客戶，使得客戶更好更快地占領(lǐng)市場(chǎng)。

安謀科技去年成立了智能計(jì)算產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)合體（ONIA），這是全球首個(gè)開(kāi)源的NPU指令集架構(gòu)。這個(gè)聯(lián)合體服務(wù)的對(duì)象是所有廠商，包括IP廠商、OEM廠商、SoC廠商，安謀科技希望通過(guò)指令集開(kāi)源，提供基礎(chǔ)指令集的同時(shí)，可以與合作伙伴一起利用擴(kuò)展指令集，針對(duì)不同應(yīng)用來(lái)開(kāi)發(fā)。據(jù)了解，ONIA已經(jīng)有一百多家公司加入。

目前，安謀科技在中國(guó)已經(jīng)有超過(guò)250家客戶，服務(wù)于超過(guò)95%國(guó)產(chǎn)SoC，本土客戶中國(guó)芯的出貨量，已經(jīng)超過(guò)250億顆。合資公司成立三年以來(lái)，營(yíng)收增長(zhǎng)250%，本土創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)規(guī)模在三年內(nèi)翻番，達(dá)到800人以上。另外，自研產(chǎn)品線全部實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量交付，包括周易NPU、山海SPU、玲瓏ISP等等。