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传统计算架构演变,安谋打造新时代的大计算平台

2021-03-18 邵乐峰 阅读:
中国半导体设计行业在过去的十多年中,从一开始的跟跑,到现在的并跑,甚至在某些领域出现了领跑,成绩斐然,特别是在终端消费等领域取得了非常重大的进步。而且,上述成就的取得不仅仅是在终端芯片,在云端、边缘端、大计算等多个领域,也都取得了多项重大突破。

在由ASPENCORE举办的“第19届中国IC领袖峰会”上,安谋科技(中国)有限公司执行董事长兼首席执行官吴雄昂发表了题为《打造新时代大计算平台》的主题演讲。他在演讲中表示,中国半导体设计行业在过去的十多年中,从一开始的跟跑,到现在的并跑,甚至在某些领域出现了领跑,成绩斐然,特别是在终端消费等领域取得了非常重大的进步。而且,上述成就的取得不仅仅是在终端芯片,在云端、边缘端、大计算等多个领域,也都取得了多项重大突破。nONednc

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安谋科技(中国)有限公司执行董事长兼首席执行官吴雄昂nONednc

第五波计算浪潮改变一切

众所周知,在整个信息化浪潮中,无论是算力本身的提升,还是由算力带来的生产力提升,包括普通消费者通过云端、服务器和移动互联网感受到庞大算力给工作生活带来的变化,都令人印象深刻。但在第五波计算浪潮中,我们看到又看到了新的机会——来自于从过去以人为主的数据采集产存分析过程,演变成机器和机器之间的数据采集、存储、分析和服务。nONednc

在这一转变过程中,传统PC时代和移动计算时代每人一台PC,一两部手机产生的数据量,远远赶不上当前几万亿个智能设备实时感知采集产生的数据。这样,就需要我们将更多的算力放置在云端、在边缘侧,通过数据中心对数据进行分析、构建和决策。同时,这些数据还能够在各种类型的计算设备中自我交互、自我编程、自我产生新的服务,给生产力和消费者带来更多全新的服务。nONednc

由此,传统的计算结构也随之产生了变化,从过去的端到云,变成了现在的端到边缘到云,计算力的提升无处不在,各大云服务厂商之所以想把语音处理、视觉处理工作推向终端和边缘侧,也正因为如此。于是,以“新芯片、新软件、新服务”为特征的全新机遇诞生了。 nONednc

新芯片、新软件、新服务

在任何一次计算浪潮当中,第一波受益的永远是新芯片,因为只有新芯片的产生才能给新软件带来更多的计算力、更多的计算平台和更多的服务。回想一下,在移动计算革命浪潮刚开始的时候,消费者只关心CPU能不能上网?但随后的发展让我们意识到,上网本身并不重要,重要的是能够在手机这样的大计算平台上,结合定位、导航、计算功能产生各种各样的新服务和新内容,而这些都远远超出我们最初的想象。nONednc

“从第一代iPhone到现在,移动计算芯片的计算能力实现了百倍的增长,Arm中国合作伙伴的出货量也得到了数百倍的增长。所以我们坚定的认为,在这一波计算革命中,第一波是芯片行业的机会,我们需要在芯片上构筑新服务。”吴雄昂说。nONednc

但他同时指出,当前芯片算力百倍提升的路径和移动互联网时代并不完全一样。在移动互联网时代,CPU/GPU从单核到多核,从32位到64位,制程工艺从0.18μm到5纳米/3纳米,实现的途径是“多核化+工艺演进”。但在新一波革命当中,CPU的多核之路遇到了瓶颈,后摩尔时代的工艺提升速度开始放缓,异构计算成为了新的方向。nONednc

也就是说,我们的计算从过去的操作系统/办公软件/上网,演进到现在的多样化需求;主芯片从过去CPU+GPU变成了CPU+XPU(图形处理器/图像处理器/视频处理器/神经网络处理器);从同一软件架构下多核向异构多核转变。但是在下一波,在人工智能和新设备的驱动下,异构计算开始向不同的微架构方向发展。这表明,必须通过CPU来提供计算架构和基础操作系统的做法逐渐成为“过去式”,越来越多计算能力开始在其他预处理器上得到堆叠,这是产业发展的下一个趋势,同时也是下一个挑战,特别是与AI相关的计算将成为核心关键点。nONednc

汽车对算力提升的渴求最具代表性。例如高通新一代座舱芯片的算力和其新一代智能手机的算力是相当的,今后几年内,还会持续快速增加。其背后的驱动力源自自动驾驶,也就是说,汽车通过传感和人工智能计算采集到了大量数据用于感知、分析和决策,从而推动自动驾驶水平不断提升。这与我们过去想象的机器人是一样的,智能汽车已经成为了一个可以自主判断环境,自主决定路径,提供各种各样自动化服务的设备。nONednc

目前,Tesla已经成功的把144T的计算力装进了自研的两颗芯片里,国内厂商也打造了同等甚至更高功能性能的芯片。但这仅仅是一个开始,这样的计算力针对L4/L5级自动驾驶还不够,还需要5倍、10倍,甚至50倍的提升,才能真正实现汽车完全自动驾驶自主化的过程。也难怪在几个月前,蔚来在发布新一代车型的时候提出,下一步自动驾驶计算芯片平台的算力将达到500-1000T,而现在的智能芯片性能离上述标准还有不小的差距。nONednc

为什么呢?吴雄昂解释说,因为汽车是一个典型的从传统向智能演进的设备,而传统的自动化设备都采用“分布式多控制器架构”,但算力的提升迫使业界不得不对计算架构进行革新,短短几年内,走出了一条从“ECU—域架构—中央化架构”的转型之路,这表明“软件定义一切”的理念开始慢慢渗入各个领域。因此,在这样一波革命当中,芯片行业从业者必须要通过芯片和软件结合的方式,给业界提供所需的算力,以推动技术的前行。nONednc

全球标准,本土创新

在短短三年不到的时间里,安谋中国不仅在传统Arm CPU架构上推出了自研CPU,还同时在NPU和视频处理器上推出了自主产品,并成功实现量产。尤其是在云端,安谋中国和飞腾等公司合作,在过去十多年当中打造了完整的云端计算力生态系统,实现了从PC到服务器的量产。未来,在CPU全球标准下自主创新,在XPU上坚持走自己的路,研究架构,自研产品,将成为公司坚定不移的发展战略。nONednc

“Arm架构很幸运在移动革命浪潮中成为了最主流的架构,并同时开始进入到边缘端和云端。通过开放的技术合作模式,构建了包括超过250家中国厂商在内的生态大系统。在过去的十多年中,从芯片到操作系统、中间件,再到系统和应用,从手机到超算中心,从工控马达到智慧城市,通过产业的合作,我们帮助中国芯进入了各行各业,并建立起完备的生态系统。”吴雄昂表示。nONednc

数据显示,目前,安谋中国合作伙伴2020年的Arm服务器芯片出货量,已经超越了全球其他所有地区Arm服务器芯片出货量的总和,成为了真正领先的生态系统。这表明,中国的产业创新系统驱动了整个Arm架构在云端的发展,下一步,安谋中国将继续在自研架构上加大投入,给下一代计算,特别是像自动驾驶这样大计算提供更多解决方案,帮助设计企业在下一波革命当中继续取得百倍的成长。nONednc

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