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清微智能推出“變形金剛” 重構計算或引領AI芯片方向
2019-10-08 00:00:00      中國經濟導報


中國經濟導報記者 | 王曉濤

    在9月下旬舉行的杭州云棲大會上,阿里首顆芯片問世,平頭哥發布了最強AI芯片含光800,而平頭哥陣營也在此次大會上首次亮相——清微智能、云天勵飛等7家公司發布了7款基于玄鐵處理器的芯片。其中,作為一款可重構計算芯片,清微智能的TX510芯片倍受矚目。
    無獨有偶,在9月25日下午舉行的云棲大會“人工智能芯片專場”上,清華大學微電子所所長魏少軍提出,“智慧芯片架構”將讓芯片變得智慧。
    眾所周知,AI芯片近幾年很是火熱,火熱的同時,市場也稍顯浮躁,僅去年一年,業內就推出了十幾款AI芯片。
    如果將AI專用芯片與通用芯片相比較,不難發現兩者各有優劣:通用芯片難以負荷對計算的高要求,AI專用芯片則在可編程性、靈活性上有所欠缺。正如魏少軍在分析算法的特點時所說:“算法仍在不斷演進,新算法層出不窮;一種算法只對應一種應用,沒有統一的算法。”
    針對AI芯片的不足,美國學者邁克爾·喬丹曾直言:“我們現在正在做的并不是人工智能,而是智能增強。”
    此前有業內人士表示,將不同的芯片架構結合在一起的“異構計算”,是一種較被看好的選擇。因為異構計算能實現比較好的適應性和靈活性,在通用性和專用性上達成一個折衷。既能高效地處理數據,又能相對保證算法的及時更新和迭代。
    而魏少軍則對AI芯片的探索提出了更高的要求,他認為,AI芯片要具備八個基本要素。一是可編程性,要適應算法的演進和應用的多樣性。二是架構的動態可變性,要適應不同的算法,實現高效計算。三是高效的架構變換能力,時鐘周期小于10,低開銷,低延遲。四是高計算效率,避免使用指令這類低效率的架構。五是高能量效率,處理器的運算能效比達到10TOPS/W,某些應用功耗小于1mW,某些應用的識別速度即幀率大于25F/s。六是低成本,能夠進入家電和消費類電子。七是體積小,能夠裝載在移動設備上。八是應用開發簡便,開發者不需要芯片設計方面的知識。
    一年半前,魏少軍曾在《AI芯片發展需要應用和架構創新雙輪驅動》一文中提出了一連串的問題:什么是理想的AI芯片架構?是否會出現類似通用CPU那樣獨立存在的通用AI處理器?如果存在的話,它的架構是怎樣的?
    與前面提到的“異構芯片”不同,魏少軍領銜的清華大學微電子所提出的是一種新的用軟件定義芯片的芯片架構創新——“重構計算芯片”。乍看之下,可重構計算和異構計算有些類似,因為后者同樣會調用不同的計算單元去執行各單元擅長的任務。對此,清華大學微電子所副所長尹首一表示,異構計算相對容易,因為CPU、DSP等都是現成的,將它們集成在一起即可;可重構計算是更底層的計算架構技術創新,本身具有挺高的技術含量和門檻。
    魏少軍對“重構計算芯片”有著自己的期望,其軟件和硬件均可編程,芯片功能隨軟件變化而變化,可根據算法和應用的不同靈活配置硬件資源,執行不同的任務,就如同芯片領域的“變形金剛”,開發者不需要芯片設計知識,能量效率和計算效率高。同時具有通用、高靈活性的特點,不存在寡頭壟斷,采用先進的芯片制造工藝,通過擴大用量降低成本,應用市場不存在生態問題。
    對于清華大學微電子所率先提出的“可重構神經網絡計算架構”理念,業界予以了高度評價。2018年1月24日的《麻省理工科技評論》認為這是中國在芯片領域所取得的至高無比的成就(crowning achievement)。
    2018年,以清華微電子所可重構計算團隊為背景的創新企業清微智能正式成立,其首席科學家是尹首一。
    清微智能成立當年,即推出了第一款產品語音芯片“TX210”,主要面向智能耳機。在今年的杭州云棲大會上,清微智能發布了其全球首款可重構多模態智能芯片“TX510”。據了解,TX510不僅支持視覺智能處理,也支持語音智能處理。典型功耗為400mW,峰值算力達1.2TOPS,支持混合精度計算和稀疏神經網絡,AI計算有效能效比達5.6TOPS/W。
    據悉,TX510集成了阿里平頭哥的兩款IP Core,團隊已和定位“AIoT基礎設施提供商”的平頭哥有了密切的合作,例如應用無劍平臺進行芯片設計。而TX510的第一批客戶,將是阿里生態圈中的合作伙伴。預計到明年,清微智能的語音芯片和可重構多模態芯片TX510的總出貨量可能在4000萬顆左右。
    魏少軍曾表示,產品技術有多好,得到多少贊揚和獎勵,我們統統不承認,我們只承認你賣了多少。市場上論英雄,要靠市場表現。
    TX510能否成為AI芯片的英雄,市場無疑將是最好的證明,讓我們拭目以待吧。

【期號:3536】【版面:05】【作者:中國經濟導報記者 | 王曉濤】打印本頁
 
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