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【ICCAD 2021】安谋科技:xDSA的三大特点和XPU的三层含义

时间:2021-12-26 16:08:43 作者:刘于苇 阅读:
提到域架构(DSA),大家可能比较熟悉,近年DSA来被誉为AI芯片的新黄金架构。但是xDSA超域架构相比DSA有什么不同,可能知道的人并不多。在日前举办的中国集成电路产业设计年会(ICCAD 2021)上,安谋科技超域处理器研发部联合负责人KengSu Teoh在接受《电子工程专辑》等媒体采访时,解释了xDSA的特点,以及安谋科技推动XPU架构的初衷。
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计算在经历了几个时代的发展后,已经进入智能计算时代。人工智能、5G、万物互联,产生了海量的数据流,对算力的需求更是有了百倍的提升。以往在算力需求提升时,往往用提升CPU工艺的方式来应对,例如在PC时代,CPU的工艺演进,让算力提升了近百倍;在移动互联网时代,CPU、GPU加上工艺的演进,从第一代iPhone到iPhone 13,算力提升超过300倍。

然而目前提升CPU工艺带来的算力提升日趋缓慢,应对海量数据流所需的高密度、实时性和多样化算力需求,超域计算架构(xDSA)应运而生。

提到域架构(DSA),大家可能比较熟悉,近年DSA来被誉为AI芯片的新黄金架构。但是xDSA超域架构相比DSA有什么不同,可能知道的人并不多。在日前举办的中国集成电路产业设计年会(ICCAD 2021)上,安谋科技超域处理器研发部联合负责人KengSu Teoh在接受《电子工程专辑》等媒体采访时,解释了xDSA的特点,以及安谋科技推动XPU架构的初衷。

安谋科技超域处理器研发部联合负责人KengSu Teoh

xDSA的三大特点

2021年7月,安谋科技联合产业龙头企业和组织,发起成立了智能计算产业技术创新联合体(ONIA),当时首任理事长、安谋科技执行董事长兼首席执行官吴雄昂提出,需要推进下一代计算域架构,来应对多样化算力堆叠和多计算域需求,这就是超域架构(xDSA)。

xDSA的主要特点包括:一、专用的数据流处理;二、多计算域;三、扩展性,尤其是针对大算力的厂商和车厂的需求,可以提供多样化的支持。xDSA的主要核心是以高密度数据流处理为中心的专有核心计算单元,同时域处理部分引入了智能架构,另外也会支持架构扩展进行算力的堆叠,由此新域架构可以高效地进行智能数据流的处理。

以往的 DSA强调专芯专用,xDSA进行了上述扩展后,对场景的支持变多了,更灵活了,但会不会因此导致专用性不足而带来PPA方面的问题?对此KengSu Teoh强调,“xDSA的本质仍是针对特定场景的专用芯片架构,本身的特点就是与通用平台相比的PPA优势,场景支持的丰富不会带来专用性不足的问题。”

XPU“X”,有三层含义

其实在几年前,行业中已经出现了XPU架构的概念,但当时很多厂商使用X的原因是它代表了多样、多变、无穷的概念。“对安谋科技来说,在多元化的基础上,‘X’还有三方面含义:一是可定制化的、多样化的结构,包括多域的支持;二是可支持多样化算力的扩展堆叠;三是针对各个场景的更精准的优化和效能的提升。” KengSu Teoh说到。

过去,从CPU到NPU 、VPU再到ISP,每个计算单元都是独立的,芯片设计者往往需要从多个供应商那里把这些IP根据场景重新定义、二次开发、裁剪和优化,在新的高密度数据流计算环境当中,这是一个巨大的挑战。

针对这样的挑战,安谋科技根据场景重新定义了融合计算架构、指令集、处理器IP、系统软件、设计服务等,优化数据搬运的同时,降低了功耗,提升了效能,给合作伙伴提供一个完整的交付方案,XPU正是在此背景下应运而生。

基于xDSAXPU仍是专芯专用

基于xDSA的XPU可以针对不同应用,将处理AI、视频、图像等功能的计算单元组成不同的解决方案,打造融合计算架构平台,来解决海量智能数据流的处理效率和功耗问题,满足客户多元化的需求。

这也就解释了上面说的xDSA的本质,为什么仍然是专芯专用。KengSu Teoh表示,XPU芯架构的构想,正是希望逐步把CPU、NPU、ISP、VPU等主要模块的主要场景进行定制化和优化,再把这几个模块重新融合,来打造融合计算架构平台,从而针对不同的应用场景和不同的域(domain),以实现更好的效率,同时在模块之间,对数据搬运进行优化,以提升整体效能。

简而言之,XPU芯架构可以根据计算密度的需求,动态来分布负载(高灵活性);能够基于场景调度XPU,提高整体计算效率(高效率、专用);可以通过新的架构提升性能,实现超低功耗(高性能),此外,也能支持丰富的XPU产品组合。

总结

最后KengSu Teoh表示,安谋科技“核芯动力”新业务品牌的推出,是为了打造开放的智能数据流融合计算平台。“核芯动力”XPU产品涵盖了多IP的产品组合,包括“周易”NPU、“山海”SPU、“玲珑”ISP和“玲珑”VPU等已推出的自研IP产品线。万物互联场景下,XPU产品构建出的子系统可以广泛应用在智能汽车、基础设施、智能物联网、移动端等应用领域,可以更好地以定制的方式来解决不同行业的痛点。

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责编:Luffy Liu

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刘于苇
电子工程专辑(EETimes China)副主分析师。
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