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图灵奖得主华人高徒发布首款AI芯片!64位RISC-V、高度可编程,低功耗

原标题:图灵奖得主华人高徒发布首款AI芯片!64位RISC-V、高度可编程,低功耗

李根 发自 凹非寺

还记得OURS吗?

没错,就是那家简写自Optical Universal RISC Systems,基于RISC-V指令集设计AI芯片的创新公司。

而且之前也介绍过,OURS的创始人谭章熹,正是2017年图灵奖得主、计算体系架构一代宗师David Patterson教授的华人博士——中国大陆唯一一个学计算机系统结构/处理器的弟子。

Patterson教授和2位华人弟子:Robert Yung和谭章熹(右)

现在,历时7个月,OURS的第一款芯片——Pygmy人工智能芯片发布。

连David Patterson都感叹,这是一个不可思议的速度。

此外,OURS还正式在深圳建立了中资RISC-V技术公司睿思芯科

AI芯片市场,迎来重要玩家。

AI芯片Pygmy

睿思芯科此次发布的这款Pygmy人工智能芯片,是一款基于64位RISC-V指令集、具有高度可编程、低功耗高能效的优点、可广泛应用于各种物联网终端AI inference场景的芯片。

技术细节上,Pygmy芯片基于最先进的RISC-V开源指令集,采用了多核异构架构,基于台积电28nm工艺。

芯片中的CPU架构是睿思芯科基于RISC-V指令集设计而成,并针对多种AI应用进行了优化。

芯片中的12个高度可编程AI加速引擎,也是基于睿思芯科自定义开发的RISC-V矢量扩展指令集设计而成。

完全采用RISC-V指令架构,能够令SoC芯片各个功能模块更好协调,提升性能。

就具体性能而言,Pygmy中的RISC-V CPU具有64位位宽,主频600 MHz,基于RV64G指令集,支持双精度浮点运算,具备乘法器、除法器、开方器等,主控CPU功耗仅为10mW。

对比ARM的同级别芯片,能耗下降85%,面积减少80%,相当于用一般的32位处理器的面积和功耗就实现了64位处理器的性能。

Pygmy中的12个AI内核均为高度可编程,可以支持各种主流AI算法。

各个引擎可以灵活调配,令用户可以在高性能和低功耗间自由配置。

芯片上还搭载了1 MB的SRAM,支持LPDDR4、SPI、UART等数据输入输出模式。

通过前端/后段的全栈设计,Pygmy实现了energy proportional computing,待机设计功耗不超过1mW.

Pygmy芯片中还支持硬件断点,可实时读取关键寄存器;睿思芯科在研制Pygmy芯片的同时,还自主开发了完善的编译器、SDK、工具链,基于GCC、LLVM等开源实现。

这些工作,能够支撑用户更好的进行二次开发。

应用场景方面,睿思芯科方面介绍称,因兼具高可编程性和高能效比,Pygmy能够将高性能的AI算力注入到低功耗的物联网终端的各类AI应用中。

例如智能家居的人机交互、安防监控的人脸识别、无人驾驶的传感器融合等场景。

基于RISC-V可编程架构

作为RISC-V架构下的旗手玩家,睿思芯科自然希望通过产品展现出RISC-V可编程架构的巨大潜力。

睿思芯科创始人谭章熹说,Pygmy还兼具两大特点。

第一,通用处理器的多可编程性,但可比肩ASIC的能效。

在上述低功耗的情况下,Pygmy可实现4 TOPS/watt(整数Int8)。

作为对比Google第一代28 nm TPU 92 TOPs over 40 watt,差不多2.3 TOPS/watt. Google使用的是固定的脉动阵列(systolic array),而作为基于RISC-V的多核可编程AI引擎,能效却可超过纯ASIC加速器的实现。

这充分体现了开放RISC-V架构为计算机架构的innovation提供了巨大的空间, 灵活性和潜力。

图灵奖得主Patterson教授在OURS展台

第二,能大幅缩短从0到1的时间。

这样一款高性能、高复杂度的芯片,睿思芯科的工程师仅用了创纪录的7个月时间,就完成了从零开始设计验证到交付流片的全部研发工作。

而且芯片经过生产封测,回到公司第一天就能加电启动。

除了睿思芯科研发团队的技术实力,背后自然密不可分的是RISC-V极为干净简洁的优秀架构。

Patterson教授乌镇演讲

亮相乌镇,图灵奖得主亲自介绍

当然,如此性能的芯片,Patterson教授在乌镇世界互联网大会上也亲自以代表案例对外介绍。

这位新晋图灵奖得主,在其The Future of the Internet is the Cloud and Edge, which the Free and Open RISC-V Architecture Accelerates的演讲中,以Pygmy为例,说明RISC-V的先进和强大。

Patterson教授还表示,RISC-V的未来在中国,而中国的半导体芯片技术和市场发展也离不开RISC-V。

Patterson、谭章熹师徒二人

而这也是OURS成立中资公司睿思芯科的核心原因,希望凭借在RISC-V和AI SoC领域的正宗传承和丰富经验,支撑中国处理器和人工智能芯片生态体系建设,推动中国芯片设计行业发展。

谭章熹还透露,OURS已进行了包括基于RISC-V的AI SoC在内的数次成功流片,在国内拥有IP付费用户,并与国内知名大型企业展开了深度合作。

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