对话芯原股份:3年时间内,AI如何成为芯片的“标配”?

韩璐 5个月前 (07-26)

从上游半导体IP的视角,汪洋用真实案例告诉镁客网,一些从事ISP算法已经10年、20年的企业,最后在相关产品的性能PK中,都表示无法赢过AI公司。

提到芯片上游设计环节,有两个环节是绕不过的,就是EDA和IP。

而这两个环节有一个共同的特点,就是以数十亿、百亿美元的销售额,翘起了千亿美元市场规模的半导体产业。

比如芯片设计IP,数据统计,该产业在2020年的销售额达到了46亿美元,是自2000年以来最好的增长年份。再看2020年的半导体产业,市场规模达到了4330亿美元。

看到这里,我们不禁发问:在如此重要的芯片设计环节,中国实力究竟如何呢?

带着这个疑问,镁客网有幸采访了国内半导体IP授权服务商芯原股份的商业运营高级副总裁汪洋先生,就当前国产IP的多方面作了深入探讨。

依据IPnest的最新排名,2020年,芯原股份位列全球第七、中国大陆排名第一。

对话芯原股份:3年时间内,AI如何成为芯片的“标配”?

图 | 芯原股份商业运营高级副总裁 汪洋

3年时间内,芯片对传统算法需求与AI的关系“完全错位”

提起芯片的国产化,AI芯片在这几年来被视为一个新机遇。

究竟AI芯片有多受热捧呢?站在IP的角度,用汪洋的话来说,相比3年前,客户如今对待AI的态度可谓天壤之别。

汪洋向镁客网道出了自己的真实案例与感受:3年前,他向客户推广AI技术,在近一年内的无数次碰面中,客户只有一个问题——用AI如何赚钱?“简而言之,客户知道AI是一个趋势,但是他不清楚AI能够带来怎样的效益。”

针对这一点,只能说在当时那个环境内,AI技术的呼声虽然很高,但产业化落地的成功案例还不突出。随着人们对“边缘人工智能计算”有了更清晰的认知,这一情况得到了极大改观。

“3年后的今天,我们再来看客户产品,芯片里面只要还有一点空间,就一定要放AI进去,能放多少放多少,与之前的态度可以说是天壤之别。”不夸张的说,“无AI不芯片”已经成为当前芯片产业的一个小缩影。

对话芯原股份:3年时间内,AI如何成为芯片的“标配”?

至于这背后态度的前后不同,汪洋总结为“尝到了AI的甜头”。这怎么说?

他以ISP为例,众所周知,这一领域在过去一直都是索尼、尼康、佳能等日本厂商的“天下”,且后来者因为缺少ISP(图像信号处理器)算法的积累,因而进入的门槛也很高。但汪洋用自己的切身体会告诉我们,这一现象正在被颠覆。

“我们找了几家国内从事ISP算法已经10年、20年的企业,让他们与一家AI公司进行相关产品的性能PK,这些老兵最后都表示无法赢过后者。”需要注意的是,这家AI公司并不是专业研究ISP算法的企业,也没有十几、二十多年的ISP经验,但聚焦于利用AI对现有ISP处理后的成品进行数据修复与优化。

“现在,即便研究某些特定算法20年,都难抵AI算法对其的快速颠覆,芯片对传统算法需求与AI之间的关系已经完全错位。

芯片技术变革下,IP厂商的职能也正打破传统

当前,在神经网络处理器IP这一业务上,芯原股份的产品已经被用于40多家客户的80多款产品中。

一般而言,从IP选型到芯片投片,芯片设计厂商需要花费约两年时间,其中仅IP评估+芯片设计环节就占到十几个月时间。不得不承认,在当下芯片迭代速度不断加快的背景下,用2年来设计一款芯片着实有点耗费时间了。

针对这一点,芯原股份提出了“芯片设计平台即服务(SiPaaS)”的模式,即依托芯原自主设计的半导体IP,为客户提供平台化、全方位、一站式的芯片定制服务和半导体IP授权服务,两种服务之间有非常高的协同效应。

“公司交付给客户的可以是IP产品,也可以根据客户的需求直接交付一款实实在在的芯片——客户只需要告诉我芯片规格和诉求,基于公司已有的大量IP,我们便能够为他定制一款芯片。”汪洋表示,“通过以Chiplet实现特殊功能IP的“即插即用”,也即IP as a Chiplet (IaaC) 理念,把过去客户需要花费两年时间完成一款芯片的投片,缩短到现在可能只需要几个月的时间,就能够做到芯片面世及出货。”

这一模式的成功,需要IP公司具备两点,一个是手握很好的IP,一个是懂设计。其中针对第一点,很好的IP,不只是注重性能,还需要IP类型够全。

目前,芯原股份拥有5大类型数字处理器IP,包括GPU IP、NPU IP、VPU IP、DSP IP和ISP IP;以及1400多个数模混合IP和射频IP。“从单类IP的技术优越性,以及拥有的IP种类的丰富度来讲,芯原可以说是全球领先的IP提供商之一。”汪洋向镁客网说到。

至于为什么能够做到如此丰富,背后也有SiPaaS模式的联动效益,“通过过往的自研和收购,我们已经逐步积累了基础,同时利用帮助客户定制芯片的业务,我们也能够在第一时间了解他们的需求和痛点,继而在服务过程中了解到IP的不足和空白之处,并战略性地补充和优化自有的IP库。”

与此同时,因为使用自有的IP,并一手包揽了芯片设计工作,因此相较于客户使用不同来源IP设计的芯片,在性能优化、低功耗设计与IP整合紧密度上,芯原股份为客户定制的芯片在市场中更具竞争力。

芯原股份十分看好的可穿戴设备赛道为例,“以前手机芯片的难度在于通讯基带,但是现在,不管是手表、眼镜还是耳机,其主要门槛变成了低功耗与IP整合。”汪洋表示:“相较于厂商A+B+C搭积木的做法,芯原更偏向于设计特别精简的小IP,并将它们像乐高那般紧紧相扣。此时,将芯片嵌入耳机产品后,可能前者只能运行几小时,而搭载芯原产品的耳机能够运行一天。”

农村包围城市,或成超车弯道

在前面提及具体产品的时候,想必大家也已经注意到,虽然芯原股份在IP的丰富度上做到了第一,但是论及具体的IP,却没有见到大家更为熟悉的CPU IP。难道芯原不打算做这一块吗?

严格来看,针对CPU IP,芯原股份并没有放弃,只是它换了一种打法,我们或许可以将之归类为“农村包围城市”的打法。

单看CPU这一市场,正如汪洋所说,在国内市场,从事CPU芯片的供应商就有10个以上,在基础体系上,可以说是百花齐放,“CPU已经不是一个产品的概念,而是一个生态的概念,此时再进攻CPU市场,可能花费很多资源之后,最终才做出一点点成果。”显然,这是不划算的,但是CPU作为主流计算模块,又是不可放弃的。多方综合考虑下,芯原股份最终决定顺应异构计算的趋势,从DPU下手。

“未来的趋势是异构计算,届时CPU所承担的计算工作将只是其中的一部分,而更多的计算工作则交由其他专用类关键模块。”

此时,芯原股份多年来的“引进、消化、吸收、再创新”工作就发挥了效用,包括在2006年收购LSI Logic的ZSP(数字信号处理器)部门获得DSP IP;在2010年跟Google合作继而开始持续研发高端视频处理器VPUIP;在2014年收购ArcSoft 软件开发团队后开始研发ISP IP;以及在2015年收购图芯拿到GPU技术,继而开始神经网络处理器NPU IP的研发工作等。“10多年来,我们积累这些IP技术,都是有目的性的。”

汪洋进一步解释,芯原所做的,就是拿下除CPU之外的所有关键模块,“CPU领域内有很多历史原因、生态原因,会给后来者的发展带去较大阻力,而DPU关键模块当前对生态的依赖性并不如CPU大,也就留出了机会。”

换一句话说,届时,不管客户用的是哪家的CPU IP,在这之外的模块,则都可以享受芯原股份的“一条龙服务”。

当然,芯原股份也并不是完全不碰CPU IP品类,只不过相较于霸占了移动处理器市场的ARM架构,以及主要落地PC处理器市场的x86,它更为关注的是当下势头正盛的RISC-V。作为中国RISC-V产业联盟的首任理事长单位,芯原已投资中国大陆第一家专业RISC-V IP公司——芯来科技,并大力推动RISC-V生态建设。

“RISC-V就是一个契机,给了中国产业一个很大的机会,可以让厂商不用受到ARM、x86等架构的授权限制,更可以实现一种差异化创新,基于RISC-V架构做中国自己的一些差异化CPU布局。”汪洋表示。

就比如结合芯原股份的各类IP,RISC-V的开源、扩展体系让它能够吸纳更多创新设计,此时“我们研发的DPU等各种数据处理关键技术与产品,就可以与RISC-V进行配合,继而形成不同的基于RISC-V技术的产品,最终去服务不同的行业。”

而众所周知,当前RISC-V更多落地在汽车、工业控制、通信、智能家居等泛物联网领域,我们在上面也提到了,这也是芯原在后期颇为关注的方向。

此外,汪洋还向我们展示了其他一些国产芯实现超车的“弯道”,譬如他们正在研发的终极内存/缓存技术,“在高端应用处理器方面,我们得以用低成本实现高性能的主要秘密武器就是创新的内存管理技术,这是弯道超车的‘弯道’之一。”

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