清微智能王博：市場(chǎng)驅動(dòng)下，可重構技術(shù)的商用化之路已經(jīng)顯現
作為T(mén)hinker系列芯片的締造者，清微智能的最終目標是要將不同于傳統馮·諾依曼架構的可重構技術(shù)（CGRA）推向通用芯片架構的頂峰。
隨著(zhù)制程改進(jìn)開(kāi)始在延續摩爾定律的“生命”上感到吃力，業(yè)內普遍認為半導體行業(yè)發(fā)展進(jìn)入瓶頸期，急需新技術(shù)的呼聲也愈來(lái)愈高。其中，架構創(chuàng )新被認為是未來(lái)計算機芯片發(fā)展的必然趨勢，可重構技術(shù)被推上了風(fēng)口。
在國內，因為在十多年前就敏銳察覺(jué)到芯片發(fā)展的技術(shù)走勢，被稱(chēng)為“中國芯片技術(shù)領(lǐng)頭人”的清華微電子所所長(cháng)魏少軍一直積極布局新的技術(shù)架構，可以說(shuō)是整個(gè)可重構技術(shù)的推動(dòng)者。
在魏少軍的帶領(lǐng)下，清華大學(xué)微電子所有著(zhù)一支在該技術(shù)積累上最為深厚的團隊，也就是赫赫有名的Thinker芯片“締造者們”。如今，隨著(zhù)技術(shù)研究的成熟與市場(chǎng)需求的驅動(dòng)，這支團隊終于開(kāi)始了自己的商業(yè)化之路，于去年7月成立北京清微智能科技有限公司。
可重構技術(shù)的商用化嘗試
說(shuō)起可重構技術(shù)，它并非一項全新的技術(shù)。在上世紀60年代末，加利福尼亞大學(xué)的Geraid Estrin首次提出重構計算，后過(guò)去二十余年，Xilinx才基于它的原型系統推出該技術(shù)的重要分支——FPGA架構，它的首次商用也正式開(kāi)啟現代重構計算技術(shù)。
但后來(lái)因為馮·諾依曼架構對產(chǎn)業(yè)的“全方位滲透”，FPGA始終徘徊在CPU之外的邊緣地帶，在學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域，它也一直是相對冷門(mén)的項目。
如今隨著(zhù)AI對功耗和算力需求的增長(cháng)，以及摩爾定律無(wú)法維繼的現狀，GPU等專(zhuān)用芯片開(kāi)始蓬勃發(fā)展，其碎片化帶來(lái)的成本問(wèn)題也再次讓可重構技術(shù)走上了歷史的舞臺，成為AI處理器商用化發(fā)展的熱點(diǎn)方向。
專(zhuān)注于可重構技術(shù)的研究，清微智能的發(fā)展也與技術(shù)本身的市場(chǎng)走勢息息相關(guān)。
提及公司成立的緣由，它的創(chuàng )始人兼CEO王博回憶說(shuō)，“早前我在做一款智能門(mén)鎖產(chǎn)品，其中需要一顆兼具低功耗和較高算力的AI芯片，但在市面上卻怎么也找不到，機緣之下，知道清華微所在做的這個(gè)技術(shù)，經(jīng)過(guò)多次深入交流，了解到可重構計算芯片在能效比上的優(yōu)異表現，同時(shí)，也意識到這個(gè)市場(chǎng)是有著(zhù)廣泛的需求空間的，因而才最終決定成立公司將技術(shù)產(chǎn)品化。”
如王博所言，是“產(chǎn)品的需求催生了芯片的需求，而芯片的需求則促使了公司的成立”。某種程度上，清微智能的成立更像是可重構技術(shù)的商用化嘗試。
圖 | 清微智能CEO兼創(chuàng )始人 王博
市場(chǎng)驅動(dòng)架構創(chuàng )新，從端到云逐步滲透
誠然，市場(chǎng)衍生出的需求讓可重構技術(shù)得以施展拳腳。但是在產(chǎn)品功能實(shí)現上，這項技術(shù)是不是能夠被廣泛使用？步入商用化發(fā)展，可重構技術(shù)怎樣找尋到自己獨有的發(fā)展軌跡？這都是清微智能當下需要思考的問(wèn)題。
在不斷的研發(fā)和嘗試過(guò)后，王博介紹說(shuō)，可重構計算技術(shù)已經(jīng)展現了其明顯的優(yōu)勢：超高能效比、強大的靈活性和可擴展性。
借助清微智能在語(yǔ)音和視覺(jué)場(chǎng)景的探索案例，王博解釋道，“我所說(shuō)的高能耗比，它不僅僅意味著(zhù)在現有語(yǔ)音芯片的應用場(chǎng)景下，我們的產(chǎn)品比別人的芯片能耗低一些，而是說(shuō)在無(wú)線(xiàn)耳機、智能門(mén)鎖和安防攝像頭等對功耗極其敏感、算力需求也比較高的場(chǎng)景下，我們的芯片也可以擴展并應用到里面。”
他進(jìn)一步補充說(shuō)，“以目前已經(jīng)量產(chǎn)的TX210語(yǔ)音芯片為例，市面上大多數做語(yǔ)音喚醒的芯片，其功耗都在50mw、100mw甚至更高，我們的芯片則基本上可以控制在2mw以?xún)取?/strong>”
據王博介紹，因為可重構技術(shù)本身的軟硬件可編程等特性，它能夠快速適應現在高速迭代的算法，如深度學(xué)習算法，因此具有很強的靈活性；而可重構技術(shù)憑借其優(yōu)越的可擴展性，可以實(shí)現從底端傳感器到云端服務(wù)器計算需求的全面覆蓋。
目前，因為嗅到了端側芯片市場(chǎng)的需求，清微智能將精力主要放在視覺(jué)和語(yǔ)音兩大場(chǎng)景下的智能終端市場(chǎng)。但是不同于一般芯片供應商將目光局限在智能音箱等細分市場(chǎng)上，得益于可重構技術(shù)，清微智能從一開(kāi)始就可以將芯片輕松應用至手機、藍牙耳機等容量比較大的市場(chǎng)之中。
“隨著(zhù)可重構技術(shù)的不斷優(yōu)化迭代，我們的產(chǎn)品也會(huì )從端側不斷滲透到云側。比如最底層的智能麥克風(fēng)、智能傳感器中的芯片，比較中端的語(yǔ)音識別等領(lǐng)域，未來(lái)我們還會(huì )逐步將架構擴展到安防、自動(dòng)駕駛等邊緣計算領(lǐng)域，最終我們會(huì )進(jìn)入云端的推理市場(chǎng)。”
替代傳統架構，目標逼近通用計算
基于可重構技術(shù)在硬件可編程、通用計算等方面的技術(shù)優(yōu)勢，清微智能可以大展拳腳的地方很多，因此循著(zhù)端—邊緣—云應用需求將其逐步融入至各類(lèi)產(chǎn)品之中也是合理的選擇。
但是王博表示：“現在所有的產(chǎn)品形態(tài)都不是可重構技術(shù)的終極形態(tài)。其實(shí)，在對可重構計算不斷研究的這二十年，學(xué)術(shù)領(lǐng)域對這項技術(shù)的定位十分明確：替代傳統的馮諾依曼架構，在這一點(diǎn)上是沒(méi)有什么妥協(xié)的。”
作為一項底層的技術(shù)，在王博的預想中，可重構技術(shù)如果能達到完全的商用，每隔一段時(shí)間芯片產(chǎn)品性能提升一倍還可能再現。
但是在通往這一預想的道路上，軟件生態(tài)的搭建是橫亙在清微智能眼前的大難題。王博分析指出：無(wú)論是軟件、工具還是生態(tài)，可重構技術(shù)都還處于剛剛起步的階段。
“因此在研發(fā)芯片的同時(shí)，我們也已經(jīng)在做編譯、開(kāi)發(fā)環(huán)境等生態(tài)鏈上的這些東西。”
配合技術(shù)每18個(gè)月迭代一次的技術(shù)發(fā)展節奏，清微智能有著(zhù)清晰的研發(fā)節奏，它將從相對專(zhuān)一的智能化加速做起，逐步將其功能增強，如替代傳統DSP，最后再去做出替代通用CPU的產(chǎn)品。
最后
因為對技術(shù)的深入研究和積累，清微智能研究團隊在實(shí)現通用計算目標的過(guò)程中是堅定不移的，而在市場(chǎng)需求的驅動(dòng)下，可重構技術(shù)的商用化之路也變得愈加寬闊。
縱觀(guān)整個(gè)市場(chǎng)，王博指出現在的芯片研發(fā)大廠(chǎng)（如賽靈思、英特爾）也在做融合了可重構技術(shù)的芯片產(chǎn)品，“在某種程度上，他們也是在豐富可重構架構的生態(tài)?？梢哉f(shuō)，巨頭的加入從另一個(gè)側面證明了可重構技術(shù)的市場(chǎng)前景。”
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