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科技创新者大会

端云一体,普惠创芯

平头哥想干什么?就是想借鉴开源软件的模式,希望未来大家能够像开发软件一样便捷地开发芯片,降低芯片设计的门槛。

钟文

发布于 2019年10月25日

演讲人:陈志坚 平头哥资深技术专家

今天我可能是最后一场了,今天非常高兴,感谢主办方的邀请,让我有机会来这里跟大家分享平头哥成立一年多来技术的进展。

数字经济正在快速地到来,其实数字技术就是以数据为基础,应用分析、决策、规划等手段,让我们整个社会的运转效率提高的一种新型的社会运作方式。像城市大脑和工业4.0,都是利用数字技术对传统的行业进行改造升级的一个典范。

在数字经济时代,有两大技术底座,第一个是AIoT的软硬件芯片的基础设施,通过这个芯片的软硬件技术,给传统的设备装上眼睛,装上耳朵,让这些设备变得更加智能。第二个就是云,在数字经济的时代,大量的数据会产生,而这些数据需要有一个非常强大的算力去计算它,从而产生这些数据的价值。

据国际数据公司预测,到2025年的时候,我们连云的这些设备会达到416亿台,相当于是每个人周围就有7台设备是连云的。然后在2025年的时候,会产生79.4Zbat的数据,相当于是9万亿部2个小时的高清电影,这个数据量是非常庞大的。

端云协同,会成为数字经济时代端设备运行的一种主要的形态,因为通过端云互联协同,让云的能力能够向下延展到端设备上,让端具备云的大脑和思考。像我们典型的是城市大脑,城市大脑有大量的端设备在运行,这些端设备会把整个城市的情况反馈到云端,云端会用它强大的算力做出规划和指导。端云一体会催生非常多的应用,未来包括传统的音响,包括我们的电视都会被端云一体的应用所改造。

因为我是属于半导体行业的,不知道大家有没有听说过平头哥。平头哥刚加入阿里巴巴“动物园”的时间不长,我们是2018年9月份的时候在云栖大会上宣布成立的,现在大概有一年多一点的时间。当时平头哥这个名字是由马老师取的,寓意很简单,希望我们能够以平头哥的无畏和敏捷创造AIoT时代的芯片基础设施。所以平头哥半导体公司的使命其实非常简单,就是以芯片技术在云上释放普惠的算力,在端上建设一个普惠的芯片平台。

我们纵观半导体技术的发展,有两波大的潮流,或者有两波大的应用,第一个就是PCG时代,电脑时代。第二个就是移动互联网的时代,PCG时代造就了像英特尔这类伟大的公司,在移动互联网时代,造就了像高通等等公司。但是接下来进入AIoT时代,整个形势发生了很大的变化,因为AIoT时代一个最大的特点是碎片化,不再会出现像电脑、手机这样标准化的爆品,它是个单品,但又是一个爆品。在AIoT时代,只有芯片足够普惠,才能让这个智能嵌入到传统的设备上。

我们来看芯片行业其实是典型的“三高”行业,第一个是非常高资金密集型,因为一片就是一千多万人民币。第二个是高技术密集型,因为芯片行业整个技术链条非常长。第三个是芯片行业还有一个特点,不像互联网行业迭代那么快,每个芯片产品从研发到最终的量产,基本上要两年时间。所有这些东西,都阻碍了芯片行业的创新。

平头哥想干什么?就是想借鉴开源软件的模式,希望未来大家能够像开发软件一样便捷地开发芯片,降低芯片设计的门槛。开源软件催生的像阿里巴巴、facebook、亚马逊这类非常伟大的公司,这些公司都是基于开源数据库和上面的应用软件,包括商业软件的开发。所以平头哥的愿望很简单,就是希望能够为包括整机公司,包括算法公司,包括应用公司,甚至包括芯片公司,为他们去提供芯片设计的这么一个基础设施,帮助这些公司能够将自己算法的关键技术,包括对应用的一些技术,能够把这些技术延展到芯片上,帮助这些企业去构建从硬到软的一体竞争力。

因为平头哥成立一年多,目前为止我们主要是有三块大的技术进步和突破。第一个是玄铁处理器,我们希望未来所有的芯片都能用上我们玄铁处理器的技术。第二块是无剑SOC平台,是我们刚发布的芯片平台,我们希望它能够大幅降低未来芯片开发的成本和周期。第三个是含光NPU,前面两个主要是用于端设备,在端设备上降低芯片研发的门槛。最后一个含光,是希望能在云上释放普惠的算力。

玄铁CPU,大家可能很感兴趣,玄铁其实是金庸武侠小说里面造剑的材料,我们的倚天剑、屠龙刀都是基于玄铁锻造出来的,我们希望未来的芯片都可以用上这样的处理器技术。目前为止我们已经开发了两个系列的CPU产品,第一个叫玄铁800系列,玄铁800系列是基于我们自研的这么一个指令系统,同时是我们中国唯一实现大规模量产的一个CPU架构。截止到2018年,我们的玄铁800的出货量达到10亿片。2018年开始我们基于架构做玄铁900的架构,我们希望借助这个开源架构,把这个技术不仅能够应用于国内,因为我们玄铁800主要是应用在国内,未来玄铁900我们希望它不仅应用于国内,而且能够输出到国际上面。

玄铁900目前有两款产品,第一个是902,是世界上第一个内建硬件安全的处理器,非常适用于轻量级,但是对安全又有需求的应用。第二个是玄铁910系列,这次云栖大会上我们发布了玄铁910系列。这是基于目前的RISC-V架构性能最高的CPU,可以跑16个核,在12纳米制成的工艺下面主屏可以达到2.5G,单核单位性能可以突破7,单核性能相当于我们中偏低端的英特尔架构的性能。

因为RISC-V是一个开源架构,我们希望在这个架构上,包括进行指令优化,包括编译器的优化,做出可商用的产品。左边我们看到的玄铁910相比业界其他处理器的性能对比,比其他的处理器高了40%以上。右边就是我们进行了深度的优化之后,带来的相比优化版的提升也可以达到20%的提升。

这款处理器我们希望把它用在对计算性能要求非常高的端侧的领域,现在我们已经在应用的第一个是在5G通信、5G基站,我们在跟国内非常大的通信设备的提供商合作。第二个是人工智能,因为包括人工智能,包括机器视觉,我们在跟国内第二大的芯片公司合作,包括自动驾驶,自动驾驶技术,因为自动驾驶未来会从激光,包括摄像头采集各种数据进来,然后在一个主CPU上进行运算,所以对算力的要求是非常高的。现在的解决方案,常见的是基于英特尔的CPU。我们也在跟美国一家知名企业合作。

第二个是无剑SOC平台,取名叫无剑,我们希望把这个能力开放出来给大家,我们自己不做芯片,但是我们帮助大家做芯片。这个理念可能跟淘宝比较像,帮助大家开店,但自己不开店。

无剑平台目前为止我们推出了三个平台,第一个是机器视觉的平台,第二个是语音的平台,第三个是MCU的平台。我们的想法很简单,原来的整个芯片开发还是很重,包括研发人员和资金投入都非常重,我们希望把芯片开发中共性的技术提炼出来,包括芯片的研发,包括上面软件的开发这些公共的技术开发出来,然后把它开放给全行业,这样就避免了不同的芯片行业重复造轮子的工作,让这些芯片行业能够专注于自己体现芯片核心竞争力的这一小部分的开发。

我们所有的无剑SOC平台都支持阿里的OS,可以跟阿里云直接对接,我们里面也支持国际的GP标准的认证,像手机领域一个安全的认证,我们也会提供像SDK、AI的部署工具,因为我们有达摩院的技术,所以我们通过达摩院的技术来做AI的部署工具。

这是我们无剑SOC平台现在的进展,我们提供CPU,我们和业界非常主流的知名IP公司合作,把这些IP集成起来,把这些SOC平台留片,包括我们在上面开发SDK,这样我们就帮客户规避了相当多的原型芯片可能存在的bug的问题。

这是无剑SOC三款平台的进展,我们有一些IP,包括一些合作的伙伴。

因为无剑SOC平台整个芯片行业处在不停的创新当中,一开始芯片行业大家耳熟能详,像英特尔、MD,像TI这些公司一样,这些公司既有芯片设计,然后又有芯片制造、封装、测试,是非常重的一个行业。在上世纪80年代,1987年出现了TSMC,我们叫台积电,台积电是让整个芯片设计行业有了很大的创新,催生了一些公司的出现。上世纪90年代又出现了一个新的模式叫ROM公司,以前我们每个芯片里面的CPU大家都是自己做,研发成本非常高,ROM提出的理念就是这些公司,共性的东西你们不用自己做,我来帮你做,大家使用我公板的技术,这样大家在CPU的研发成本上就大幅降低。我们希望通过我们的无剑SOC平台,能够引领第三代的芯片设计的技术。第一代是纯手工的时代,第二代是IP时代,第三代我们希望是芯片平台的时代,我们现在这么一个产品,包括这么一个技术,还在0-1的磨合过程中,我们把我们的技术开放给了一些整机,包括一些算法公司,包括像清微智能,就是国内一个明星的做人工智能芯片的企业,这样它可以专注于自己整个人工智能加速器的研发。包括云天励飞是属于深圳的企业,大华大家比较了解了,是采用我们芯片平台来打造他们的芯片。

前面两块都是介绍了我们在端设备、端芯片的基础设施的建立,我们今年在云上的算力方面也有一些突破。今年云栖大会上,阿里巴巴集团宣布了它的云上的芯片叫含光800,这是目前为止图片推理能力全球最强的一款AI芯片。首先这是一款图片叫AI推理,它没有AI训练的能力。因为我们考虑到首先训练的芯片它研发的技术门槛比较高,相对来说推理芯片设计起来比较简单。第二是在集团内部,整个对推理的算力需求会来得更强烈一些。所以这个含光800,主要是面向推理。第二是面向推理里面的CNN的深度学习的算法做了加速。当然它也支持RNN等非CNN的应用。

在具体的技术架构上,含光800是指令推动的架构,这么设计的初衷是为了适应AI算法不同迭代升级的需求。含光800的重点像卷积计算、矩阵计算、向量计算、存储带宽方面都做了增强。含光800高性能的模式下每秒钟可以处理7万多张图片,这是全球图片处理能力最强的一款NPU。高能效模式下面,可以支持每瓦处理500张图片。

含光800刚推出来,我们也在跟集团的应用做磨合,包括我们城市大脑,包括淘宝、天猫拍立淘的服务,包括未来的智能商店,都要有图片输入包括识别的场景,我们正在做一些应用的整合。

最后,我们平头哥的logo,平头哥的logo很好玩,看上去像一只小狗,但是头发是白色的,眼睛是三角眼,它是非洲草原上一个非常凶猛无畏的动物。我们希望成为AIoT时代芯片基础设施提供者,成就那些伟大的整机公司、算法公司、应用公司包括芯片公司背后的默默无闻的基础设施的提供者。谢谢大家!

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钟文

这家伙很懒,什么也没留下,却只想留下你!

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