8月(yue)25日，在無(wu)錫舉辦的“第二屆中(zhong)國集成(cheng)電路設計(ji)(ji)創新大會暨 IC 應用博(bo)覽會（ICDIA 2022）高峰(feng)論壇上，安謀(mou)科(ke)技產品研發負(fu)責人劉澍表示，隨著軟件定義(yi)硬件成(cheng)為未(wei)來的發展趨勢，各種場景化(hua)的軟件增加了系統的碎(sui)片(pian)化(hua)和復雜度，CPU、GPU、NPU以及(ji)ISP、VPU等計(ji)(ji)算單元構(gou)(gou)成(cheng)的異(yi)構(gou)(gou)融(rong)合(he)計(ji)(ji)算平(ping)臺，將(jiang)能夠在各種碎(sui)片(pian)化(hua)場景中(zhong)，對計(ji)(ji)算的差異(yi)化(hua)需求提供有效解決方案。安謀(mou)科(ke)技在立足全球生態(tai)、本(ben)土創新的基礎上，將(jiang)自研IP和Arm IP打造成(cheng)一體化(hua)、高質(zhi)量的異(yi)構(gou)(gou)計(ji)(ji)算平(ping)臺，助力(li)本(ben)土產業持續創新。
軟件定義硬件時代，異構計算解決復雜場景問題
AI、5G等(deng)飛速發(fa)展的技(ji)術(shu)(shu)給我(wo)們(men)的生活帶來了(le)巨(ju)大(da)的便利性和高(gao)效性，隨(sui)之而(er)來的是(shi)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben)以(yi)及(ji)軟件(jian)(jian)(jian)復雜(za)度的大(da)幅增加。以(yi)汽車(che)為例(li)，一(yi)輛燃(ran)油車(che)的技(ji)術(shu)(shu)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben)約為2000美元，其中軟件(jian)(jian)(jian)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben)約為10%；混動(dong)汽車(che)的技(ji)術(shu)(shu)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben)約為1.5萬(wan)美元，其中軟件(jian)(jian)(jian)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben)占(zhan)比提高(gao)到20%；而(er)在L5級別的自動(dong)駕駛(shi)汽車(che)中，技(ji)術(shu)(shu)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben)則將(jiang)達到近4萬(wan)美元，軟件(jian)(jian)(jian)部(bu)分(fen)占(zhan)比將(jiang)高(gao)達50%。技(ji)術(shu)(shu)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben)以(yi)及(ji)軟件(jian)(jian)(jian)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben)占(zhan)比的提升，意味(wei)著(zhu)兩(liang)者(zhe)的重(zhong)要性越來越高(gao)，并影響(xiang)到整個系統以(yi)及(ji)硬(ying)件(jian)(jian)(jian)的設(she)計。同樣(yang)，在服務器(qi)市場也顯示(shi)出軟件(jian)(jian)(jian)定(ding)義(yi)硬(ying)件(jian)(jian)(jian)的趨(qu)勢，例(li)如容器(qi)技(ji)術(shu)(shu)、虛擬化技(ji)術(shu)(shu)、微(wei)服務技(ji)術(shu)(shu)等(deng)帶來的軟件(jian)(jian)(jian)定(ding)義(yi)計算、軟件(jian)(jian)(jian)定(ding)義(yi)網絡、軟件(jian)(jian)(jian)定(ding)義(yi)存儲等(deng)。 “未來軟件(jian)(jian)(jian)定(ding)義(yi)硬(ying)件(jian)(jian)(jian)的趨(qu)勢會從云發(fa)展到邊緣，進而(er)發(fa)展到端側。”劉(liu)澍表示(shi)。
隨(sui)著軟件(jian)定義硬(ying)(ying)件(jian)成為趨(qu)勢，多種算法不斷涌現(xian)，場景(jing)化(hua)(hua)的(de)軟件(jian)增加了系統的(de)碎(sui)片(pian)化(hua)(hua)和(he)復雜(za)度。例如在拍(pai)照(zhao)優(you)化(hua)(hua)這個應用場景(jing)中，需要用RGB圖像深度摳圖、背(bei)景(jing)虛化(hua)(hua)后(hou)再進(jin)行超分處理，最終(zhong)顯示(shi)出符合需求的(de)高質量圖片(pian)。在這個處理過程(cheng)背(bei)后(hou)，硬(ying)(ying)件(jian)方面涉及到CPU和(he)ISP的(de)協(xie)同(tong)以及GPU和(he)NPU的(de)協(xie)同(tong)，乃至SoC中各個異構計算的(de)協(xie)同(tong)和(he)配合。
在談及如何應對場景碎片化、多樣化的問題時，劉澍表示：“碎片化的場景更需要異構計算核心的配合，不僅需要CPU、GPU等通用計算單元，也需要高質量的人工智能處(chu)理單元NPU，視頻圖(tu)像處(chu)理單元VPU、ISP或(huo)是其(qi)它安(an)全處(chu)理功能。通過各個計(ji)(ji)算(suan)單元之間的(de)異構(gou)融合和協同工作，來滿足復(fu)雜(za)場景對計(ji)(ji)算(suan)的(de)差(cha)異化需求。”
評估系統真實需求，為客戶提供滿足真實應用場景的設計
面(mian)對越(yue)來越(yue)復(fu)雜(za)的(de)(de)碎片(pian)化場(chang)景(jing)(jing)，如何滿足(zu)硬件上的(de)(de)需(xu)求(qiu)？答案是需(xu)要評估(gu)系統真(zhen)(zhen)實的(de)(de)需(xu)求(qiu)。劉澍指出，通(tong)用的(de)(de)Benchmark無法代表真(zhen)(zhen)實場(chang)景(jing)(jing)的(de)(de)需(xu)求(qiu)。以自動(dong)駕駛場(chang)景(jing)(jing)分析為(wei)例，用一個賽道上簡(jian)單(dan)的(de)(de)幾(ji)輛車在運行(xing)的(de)(de)場(chang)景(jing)(jing)，通(tong)過車速(su)來判斷(duan)真(zhen)(zhen)實的(de)(de)性(xing)能需(xu)求(qiu)顯然不(bu)夠準確，因(yin)為(wei)真(zhen)(zhen)實的(de)(de)城(cheng)市交通(tong)場(chang)景(jing)(jing)是非(fei)常復(fu)雜(za)的(de)(de)，存在著(zhu)交通(tong)指示、人和各種各樣的(de)(de)物體之間(jian)大量(liang)的(de)(de)交互。
為(wei)評估系統(tong)的(de)(de)(de)真(zhen)實(shi)需求，安謀(mou)科技提出了(le)基(ji)于(yu)場景的(de)(de)(de)分析辦法，對游戲、編解(jie)碼、安全等客戶關心的(de)(de)(de)關鍵場景進行(xing)分析和(he)提取，分化(hua)出CPU、GPU的(de)(de)(de)工作量以(yi)及NPU、VPU等其它異(yi)構(gou)核心單(dan)元(yuan)的(de)(de)(de)工作量。通(tong)過(guo)對各(ge)計算(suan)單(dan)元(yuan)工作量的(de)(de)(de)評估，進而得到(dao)性能模型和(he)功耗(hao)模型進一步(bu)分析，進而通(tong)過(guo)對帶寬、功耗(hao)、性能的(de)(de)(de)分析最終達到(dao)最優化(hua)的(de)(de)(de)系統(tong)設計。”劉澍介紹到(dao)。
“通過Total Compute對系統級異構的分析，結合客戶的應用分析出真實需求，從而定義出滿足真實復雜場景的系統設計和芯片設計方案(an)。”劉澍指(zhi)出，基(ji)于Arm的(de)(de)開發工具(ju)、分析工具(ju)以(yi)及強大的(de)(de)軟件(jian)生(sheng)態，我們(men)為客戶提(ti)供(gong)相關的(de)(de)驅動、軟件(jian)以(yi)及分析工具(ju)，還可以(yi)通過物(wu)理庫產品，為CPU、GPU定制最(zui)優的(de)(de)PPA物(wu)理實現(xian)所需要的(de)(de)基(ji)礎單(dan)元。 “Total Compute方案(an)已經(jing)得(de)到了(le)很多國內(nei)合(he)作伙伴的(de)(de)深度參與。例(li)如，通過Total Compute分析，游戲開發引(yin)擎取得(de)了(le)內(nei)存帶寬(kuan)節(jie)省30%的(de)(de)成果，這對提(ti)升(sheng)(sheng)性能和減少功耗以(yi)及對芯片的(de)(de)成本節(jie)省都有很大的(de)(de)提(ti)升(sheng)(sheng)。”劉澍表示。
構建多元異構計算平臺，助力客戶加速產品開發
據劉(liu)澍介紹(shao)，安(an)謀(mou)科(ke)(ke)技(ji)的(de)(de)(de)自研(yan)IP和(he)Arm產(chan)品形(xing)成了完(wan)(wan)整的(de)(de)(de) 異(yi)構核心計(ji)算(suan)矩陣。除(chu)了Arm CPU、GPU等通(tong)用計(ji)算(suan)IP外，安(an)謀(mou)科(ke)(ke)技(ji) “周易”NPU、“星辰(chen)”CPU、“山海”SPU以及“玲瓏(long)”ISP和(he)VPU等自研(yan)IP產(chan)品在異(yi)構計(ji)算(suan)中同樣是(shi)(shi)不可或缺的(de)(de)(de)核心。劉(liu)澍表示： “安(an)謀(mou)科(ke)(ke)技(ji)自研(yan)IP和(he)Arm IP，追求的(de)(de)(de)是(shi)(shi)一體化的(de)(de)(de)、完(wan)(wan)整的(de)(de)(de)異(yi)構計(ji)算(suan)的(de)(de)(de)矩陣。在這(zhe)個矩陣下，各個計(ji)算(suan)單元通(tong)過協同和(he)互(hu)補形(xing)成一個完(wan)(wan)整的(de)(de)(de)平臺(tai)。安(an)謀(mou)科(ke)(ke)技(ji)將持續致力于異(yi)構計(ji)算(suan)產(chan)品研(yan)發，為客戶提供多元化的(de)(de)(de)、滿(man)足實際場景需求的(de)(de)(de)解(jie)決方(fang)案(an)。”
數據顯示，自安(an)謀科(ke)技成立(li)以來，在(zai)國內的授權(quan)合作伙(huo)伴(ban)超過(guo)(guo)300家，累計芯片出貨(huo)量突破250億片，促(cu)進了下游年產值(zhi)過(guo)(guo)萬億元人民(min)幣規模的科(ke)技產業發展，這(zhe)也是(shi)安(an)謀科(ke)技在(zai)整個Arm生(sheng)(sheng)態里所做出的重要貢(gong)獻。“我(wo)們希望通過(guo)(guo)Arm生(sheng)(sheng)態助力本土芯片產業，歡迎更多的合作伙(huo)伴(ban)加入(ru)到(dao)Arm生(sheng)(sheng)態中來。”劉澍總結道。
