RISC-V給異構(gòu)計算帶來新活力
來源: EEWORLD
ChatGPT的火熱，持續(xù)催生著包括人工智能、大數(shù)據(jù)等應(yīng)用的火熱。在不斷興起的新應(yīng)用的背后，需要更復(fù)雜的計算方式，而異構(gòu)計算概念也因此誕生。將不同的計算任務(wù)進(jìn)行分解，利用包括GPU、CPU、NPU等不同的架構(gòu)及指令集處理不同的計算需求，是實(shí)現(xiàn)高效計算的關(guān)鍵所在。
“后摩爾時代，當(dāng)算力和功耗不能再遵循摩爾定律線性變化的時候，異構(gòu)架構(gòu)成為芯片計算架構(gòu)的發(fā)展方向。”Imagination中國區(qū)總經(jīng)理劉國軍日前在出席由阿里巴巴平頭哥舉辦的首屆玄鐵RISC-V生態(tài)大會上表示。在劉國軍看來，Imagination可以提供的包括 GPU + CPU + NNA（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器）在內(nèi)的各項(xiàng)產(chǎn)品，十分適合異構(gòu)計算不同場景的需求。RISC-V的確給Imagination的異構(gòu)計算戰(zhàn)略帶來了重要補(bǔ)充。2017年，Imagination將MIPS部門出售，而到了2021年底，公司正式宣布重新進(jìn)入CPU IP市場，推出Catapult系列處理器，并已發(fā)布。除此之外，2022年Imagination又成為了RISC-V基金會高級會員。在RISC-V基金會中，Imagination可以為不斷發(fā)展的RISC-V生態(tài)提供支持，除此之外，也可以為RISC-V產(chǎn)品提供GPU，甚至是NNA，從而不斷擴(kuò)大Imagination的生態(tài)系統(tǒng)。一個典型的成功案例，是平頭哥去年推出的曳影1520，采用了Imagination的GPU和NNA，結(jié)合最高主頻可達(dá)2.5GHz的4核玄鐵C910內(nèi)核 ，實(shí)現(xiàn)了4K視頻處理能力，同時含有豐富的異構(gòu)計算和高速IO資源，以及4TOPS@int8 AI 算力。在Imagination為RISC-V，為異構(gòu)計算帶來新活力的同時，RISC-V也正在為Imagination注入新活力。如今，隨著異構(gòu)計算的需求不斷提升，Imagination都做了哪些準(zhǔn)備？劉國軍給出了一些他的理解。
Imagination中國區(qū)總經(jīng)理劉國軍
異構(gòu)計算需要廣泛的IP產(chǎn)品組合劉國軍表示，Imagination的IP組合基本都支持多核架構(gòu)，從而可以覆蓋從低功耗小算力到并行大算力，從入門到高階的不同需求，并且所有產(chǎn)品組合都會推出相應(yīng)的車規(guī)級認(rèn)證。具體到CPU而言，正如上所述，Imagination正在通過RISC-V，重塑自己在CPU領(lǐng)域的地位。同時也正在幫助RISC-V的生態(tài)伙伴使用更多的先進(jìn)產(chǎn)品。比如在GPU方面，公司已連續(xù)四年以每年一代的速度推出GPU IP，分別為A/B/C/D系列GPU。其中B系列GPU在包括汽車ADAS、國產(chǎn)顯卡芯片等眾多領(lǐng)域落地。而C系列GPU，則是業(yè)界首款在手機(jī)平臺硬件光線追蹤的產(chǎn)品。公司2021年推出的IMG DXT系列GPU，在2022年又得到了進(jìn)一步的優(yōu)化與提升，提供了50%的性能增加和計算能力增加，標(biāo)配達(dá)到了2.25T浮點(diǎn)運(yùn)算能力，72GB像素填充能力，9TB的AI推理能力。同時把D4光線追蹤技術(shù)進(jìn)行可配置化、可擴(kuò)展化，搭配光線追蹤一起使用?！伴_創(chuàng)性的光追GPU將為所有移動設(shè)備用戶帶來最先進(jìn)的圖形技術(shù)，包括移動、汽車、桌面數(shù)據(jù)中心等廣泛的市場帶來全新體驗(yàn)?！眲姳硎?。在AI加速器方面，Imagination的單核NNA可以覆蓋1.5Tops到12.5Tops的算力，并且可以通過多核架構(gòu)，迅速擴(kuò)展至上百Tops。目前Imagination的NNA已成功商用在包括視覺處理、語音識別、自動駕駛等領(lǐng)域。
總而言之，豐富的IP產(chǎn)品組合加持下，Imagination可以一站式為客戶提供越來越全面的處理器IP解決方案。
不斷擴(kuò)充的生態(tài)圈RISC-V之所以迅速成長，一個最重要的共識就是開源，Imagination也正在以開源的姿態(tài)，打造著各類生態(tài)。劉國軍表示，自2015年加入Imagination之后，公司中國員工已經(jīng)由不到10名增長到60余名，透過本地研發(fā)和服務(wù)，使Imagination的中國客戶群實(shí)現(xiàn)了快速成長。在GPU上，Imagination一方面提供了標(biāo)準(zhǔn)的GPU軟件棧，另外也提供了全面的開源軟件，包括firmware、kernel space driver以及user space driver等，以更好地支持客戶軟件定制化的需求?！拔覀儼袵PU軟件棧定制化的靈活性充分給到了客戶，客戶可以根據(jù)需求選擇閉源或者開源。”目前在Chromebook上，Imagination已經(jīng)發(fā)布了基于開源Mesa Vulkan Driver的Demo。
如圖所示，其中粉色部分為開源協(xié)議棧
在AI方面，Imagination同樣是積極擴(kuò)大生態(tài)朋友圈，共建開放的AI生態(tài)，通過提供高效靈活的NC-SDK軟件協(xié)議棧，實(shí)現(xiàn)軟件+IP的軟硬件緊耦合方案。2022年， Imagination和百度飛槳共同建立了model zoo，在Imagination的IP上適配并深度優(yōu)化產(chǎn)業(yè)界有代表性的網(wǎng)絡(luò)模型，并且已經(jīng)在github上發(fā)布。
探索芯片未來的四大競爭力劉國軍表示，未來計算芯片的競爭力將主要體現(xiàn)在以下四個方面：可擴(kuò)展性和可重用性，可編程性，高效性，靈活性。首先，在可擴(kuò)展性和可重用性方面，需要支持基于核心的計算架構(gòu)，通過在多個維度上進(jìn)行擴(kuò)展，滿足匹配工作負(fù)載的算力需求。在可編程方面，支持行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的框架、語言和API的前提下，對芯片計算架構(gòu)進(jìn)行高度的優(yōu)化。同時，應(yīng)具備完善的可視化工具、調(diào)試工具和建模能力。賦能OEM進(jìn)行系統(tǒng)級的開發(fā)。在高效性方面，需要先進(jìn)的稀疏和編譯器優(yōu)化手段，降低計算開銷。并可在高度集成的計算IP之中，細(xì)粒度的對任務(wù)進(jìn)行分配和調(diào)度。在靈活性上，芯片可通過對處理器IP組合、連接和編程，以支持動態(tài)結(jié)構(gòu)、稀疏性和創(chuàng)建執(zhí)行單元，從而構(gòu)建SoC。并且應(yīng)該采用先進(jìn)的互聯(lián)和存儲技術(shù)，從而減少系統(tǒng)帶寬并降低功耗。實(shí)際上，Imagination公司的產(chǎn)品發(fā)展軌跡，正是沿著這四個方向進(jìn)展中。而RISC-V生態(tài)系統(tǒng)也正因?yàn)橛懈嘞馡magination這樣善于洞悉產(chǎn)業(yè)需求的商業(yè)公司參與，才在異構(gòu)計算需求越來越強(qiáng)的當(dāng)下，變得日益健壯。引用RISC-V首席執(zhí)行官Calista最近所說的一句話，這（RISC-V正在加速發(fā)展）是一個“必然的趨勢”。
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原文標(biāo)題：RISC-V給異構(gòu)計算帶來新活力
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