8月25日，在無(wú)錫舉辦的“第二屆中國(guó)集成電路設(shè)計(jì)創(chuàng)新大會(huì)暨 IC 應(yīng)用博覽會(huì)(ICDIA 2022)高峰論壇上，安謀科技產(chǎn)品研發(fā)負(fù)責(zé)人劉澍表示，隨著軟件定義硬件成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，各種場(chǎng)景化的軟件增加了系統(tǒng)的碎片化和復(fù)雜度，CPU、GPU、NPU以及ISP、VPU等計(jì)算單元構(gòu)成的異構(gòu)融合計(jì)算平臺(tái)，將能夠在各種碎片化場(chǎng)景中，對(duì)計(jì)算的差異化需求提供有效解決方案。安謀科技在立足全球生態(tài)、本土創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，將自研IP和Arm IP打造成一體化、高質(zhì)量的異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)，助力本土產(chǎn)業(yè)持續(xù)創(chuàng)新。

軟件定義硬件時(shí)代，異構(gòu)計(jì)算解決復(fù)雜場(chǎng)景問(wèn)題

AI、5G等飛速發(fā)展的技術(shù)給我們的生活帶來(lái)了巨大的便利性和高效性，隨之而來(lái)的是成本以及軟件復(fù)雜度的大幅增加。以汽車為例，一輛燃油車的技術(shù)成本約為2000美元，其中軟件成本約為10%;混動(dòng)汽車的技術(shù)成本約為1.5萬(wàn)美元，其中軟件成本占比提高到20%;而在L5級(jí)別的自動(dòng)駕駛汽車中，技術(shù)成本則將達(dá)到近4萬(wàn)美元，軟件部分占比將高達(dá)50%。技術(shù)成本以及軟件成本占比的提升，意味著兩者的重要性越來(lái)越高，并影響到整個(gè)系統(tǒng)以及硬件的設(shè)計(jì)。同樣，在服務(wù)器市場(chǎng)也顯示出軟件定義硬件的趨勢(shì)，例如容器技術(shù)、虛擬化技術(shù)、微服務(wù)技術(shù)等帶來(lái)的軟件定義計(jì)算、軟件定義網(wǎng)絡(luò)、軟件定義存儲(chǔ)等。 “未來(lái)軟件定義硬件的趨勢(shì)會(huì)從云發(fā)展到邊緣，進(jìn)而發(fā)展到端側(cè)。”劉澍表示。

隨著軟件定義硬件成為趨勢(shì)，多種算法不斷涌現(xiàn)，場(chǎng)景化的軟件增加了系統(tǒng)的碎片化和復(fù)雜度。例如在拍照優(yōu)化這個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景中，需要用RGB圖像深度摳圖、背景虛化后再進(jìn)行超分處理，最終顯示出符合需求的高質(zhì)量圖片。在這個(gè)處理過(guò)程背后，硬件方面涉及到CPU和ISP的協(xié)同以及GPU和NPU的協(xié)同，乃至SoC中各個(gè)異構(gòu)計(jì)算的協(xié)同和配合。

在談及如何應(yīng)對(duì)場(chǎng)景碎片化、多樣化的問(wèn)題時(shí)，劉澍表示：“碎片化的場(chǎng)景更需要異構(gòu)計(jì)算核心的配合，不僅需要CPU、GPU等通用計(jì)算單元，也需要高質(zhì)量的人工智能處理單元NPU，視頻圖像處理單元VPU、ISP或是其它安全處理功能。通過(guò)各個(gè)計(jì)算單元之間的異構(gòu)融合和協(xié)同工作，來(lái)滿足復(fù)雜場(chǎng)景對(duì)計(jì)算的差異化需求。”

評(píng)估系統(tǒng)真實(shí)需求，為客戶提供滿足真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景的設(shè)計(jì)

面對(duì)越來(lái)越復(fù)雜的碎片化場(chǎng)景，如何滿足硬件上的需求?答案是需要評(píng)估系統(tǒng)真實(shí)的需求。劉澍指出，通用的Benchmark無(wú)法代表真實(shí)場(chǎng)景的需求。以自動(dòng)駕駛場(chǎng)景分析為例，用一個(gè)賽道上簡(jiǎn)單的幾輛車在運(yùn)行的場(chǎng)景，通過(guò)車速來(lái)判斷真實(shí)的性能需求顯然不夠準(zhǔn)確，因?yàn)檎鎸?shí)的城市交通場(chǎng)景是非常復(fù)雜的，存在著交通指示、人和各種各樣的物體之間大量的交互。

為評(píng)估系統(tǒng)的真實(shí)需求，安謀科技提出了基于場(chǎng)景的分析辦法，對(duì)游戲、編解碼、安全等客戶關(guān)心的關(guān)鍵場(chǎng)景進(jìn)行分析和提取，分化出CPU、GPU的工作量以及NPU、VPU等其它異構(gòu)核心單元的工作量。通過(guò)對(duì)各計(jì)算單元工作量的評(píng)估，進(jìn)而得到性能模型和功耗模型進(jìn)一步分析，進(jìn)而通過(guò)對(duì)帶寬、功耗、性能的分析最終達(dá)到最優(yōu)化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)?！眲榻B到。

“通過(guò)Total Compute對(duì)系統(tǒng)級(jí)異構(gòu)的分析，結(jié)合客戶的應(yīng)用分析出真實(shí)需求，從而定義出滿足真實(shí)復(fù)雜場(chǎng)景的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和芯片設(shè)計(jì)方案?！眲赋?，基于Arm的開(kāi)發(fā)工具、分析工具以及強(qiáng)大的軟件生態(tài)，我們?yōu)榭蛻籼峁┫嚓P(guān)的驅(qū)動(dòng)、軟件以及分析工具，還可以通過(guò)物理庫(kù)產(chǎn)品，為CPU、GPU定制最優(yōu)的PPA物理實(shí)現(xiàn)所需要的基礎(chǔ)單元。 “Total Compute方案已經(jīng)得到了很多國(guó)內(nèi)合作伙伴的深度參與。例如，通過(guò)Total Compute分析，游戲開(kāi)發(fā)引擎取得了內(nèi)存帶寬節(jié)省30%的成果，這對(duì)提升性能和減少功耗以及對(duì)芯片的成本節(jié)省都有很大的提升。”劉澍表示。

構(gòu)建多元異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)，助力客戶加速產(chǎn)品開(kāi)發(fā)

據(jù)劉澍介紹，安謀科技的自研IP和Arm產(chǎn)品形成了完整的 異構(gòu)核心計(jì)算矩陣。除了Arm CPU、GPU等通用計(jì)算IP外，安謀科技 “周易”NPU、“星辰”CPU、“山?！盨PU以及“玲瓏”ISP和VPU等自研IP產(chǎn)品在異構(gòu)計(jì)算中同樣是不可或缺的核心。劉澍表示： “安謀科技自研IP和Arm IP，追求的是一體化的、完整的異構(gòu)計(jì)算的矩陣。在這個(gè)矩陣下，各個(gè)計(jì)算單元通過(guò)協(xié)同和互補(bǔ)形成一個(gè)完整的平臺(tái)。安謀科技將持續(xù)致力于異構(gòu)計(jì)算產(chǎn)品研發(fā)，為客戶提供多元化的、滿足實(shí)際場(chǎng)景需求的解決方案?！?

數(shù)據(jù)顯示，自安謀科技成立以來(lái)，在國(guó)內(nèi)的授權(quán)合作伙伴超過(guò)300家，累計(jì)芯片出貨量突破250億片，促進(jìn)了下游年產(chǎn)值過(guò)萬(wàn)億元人民幣規(guī)模的科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展，這也是安謀科技在整個(gè)Arm生態(tài)里所做出的重要貢獻(xiàn)?！拔覀兿Ｍㄟ^(guò)Arm生態(tài)助力本土芯片產(chǎn)業(yè)，歡迎更多的合作伙伴加入到Arm生態(tài)中來(lái)?！眲偨Y(jié)道。