李科奕说，异构打算由来已久，不过为了知足AI和5G对打算性能超高哀求，芯片的设计创新、架构创新开始聚焦于此。芯片行业的共识是：未来AI和5G芯片的主流架构一定是异构打算。
AI和5G场景开启多生态并存局势
这些年来，大批初创公司推出了针对某个特定运用处景的AI专用芯片。但在李科奕看来，环球芯片行业发展到本日，从来没有涌现过某一领域的专用芯片公司发展为行业巨子的案例。
据李科奕先容，Intel、英伟达这些垄断企业的紧张发卖收入都是来自于通用型、平台型的芯片。专用芯片虽然性能很好，但有其自身的局限性，生命周期短，须要不断的迭代。只有在AI算法、通讯协议已经固定的场景，专用芯片才会有一定的市场。更主要的是，通用打算的繁芜度远比专用打算高很多，通用芯片厂商很随意马虎就能把专用打算单元集成到芯片中去，这便是所谓的异构打算。
异构打算，顾名思义是指多种打算单元（例如CPU、GPU、DSP、AI加速器、FPGA等）的搭配、集成和领悟。常日情形下，异构打算架构的芯片中既有CPU等传统的通用打算单元，也有高性能的专用打算单元。
与传统的通用打算芯片比较，异构架构具有高性能、低功耗等显著优点。而且，相对付专用打算芯片，纵然新的算法出来，异构架构的芯片也可以依赖通用打算单元加以支持，不至于很快就被淘汰，从而延长了芯片的生命周期。以是在采取前辈工艺所须要的投入越来越大的情形下，异构打算会成为业界主流的选择。
中原芯是海内最早从事异构打算研究的芯片公司之一。芯片设计技能的发展趋势让李科奕选择了从异构打算的角度切入，另一方面则是着眼于异构打算运用领域的市场机遇——赞助驾驶、机器人、智能安防、智能家居、5G等新兴运用处景的共同特点是只须要“单点”的运用开拓，而不用像手机、PC一样须要搜集浩瀚第三方的运用软件，从而有很强的生态依赖性。
李科奕表示，PC时期是Wintel联盟主宰生态，移动互联网时期是Arm+Android主导生态，但是AI和5G时期开启了全新的生态或者是多生态并存的局势，这也是国产芯片厂商的发展机遇。“当市场没有垄断生态，技能、创新和运用成为决定成分的时候，中国企业就有了冲破天花板的可能。”李科奕说。
基于自主IP推动芯片设计的原始创新
据理解，现在大多数异构打算芯片利用的都是不同供应商的IP，须要弘大的芯片设计团队，去完成包括IP相互验证在内的技能掩护和设计事情。但李科奕认为，这种“拉郎配”式的传统异构设计办法并没有办理异构打算推广的紧张障碍：极为繁芜的异构编程开拓。
以是，中原芯选择从异构芯片的底层IP开始，做芯片设计领域的原始创新——他们是海内少有的基于自主IP的异构打算芯片设计公司。
IP就相称于建筑物的地基，有相称严苛的专利保护。李科奕认为，如果还是用传统的思路去做CPU、DSP和GPU等根本打算IP，肯定很难绕过之前行业巨子的专利限定。打个比方，之前传统的处理器IP是由不同的果树分别结出不同的果实，中原芯的IP设计是通过转变水果树的基因，让一棵树上结出不同的水果。“技能路径不一样，才能绕开其他厂商的IP专利，而且我们这种设计思路，也‘浓缩’了芯片设计团队规模，不须要为每个打算单元配备工具链和运用开拓的团队，并且大幅度降落了运用开拓的门槛。”
以异构编程为例，打算任务要在多个供应商供应的不同的打算单元上运行。例如，有的AI打算首先须要在CPU或者DSP上进行任务分割或者处理，然后在AI加速器上进行目标识别，再将结果反馈到CPU进行下一轮的打算。要熟习不同打算单元之间数据流的调度、交流和进行决策的机制，这些对付繁芜的AI系统开拓者来说，都是门槛很高的难题。这种耗费大量人力、物力的开拓事情，显然不适宜环球大部分人工智能公司都是中小型企业的现状。
以是，中原芯决定另辟路子，走了一条创新的异构设计道路。“如果你的编程模型，能够让各种打算任务在CPU、DSP或者GPU上都能运行，由编译器和系统按照打算效率自动选择最佳的运行载体，进行任务分割，再系统化地对打算、通讯、存储的开销进行优化，这样就能大幅降落编程开拓的门槛。”李科奕说，要实现这一目的，不从底层IP创新做起，就无法冲破IP供应商之间各不相谋的藩篱。
因此，中原芯设计了创新的Unity统一指令集架构，此架构由一套根本指令集和面向不同运用类型的扩展指令集组成，结合前辈的微架构设计，就形成一套彼此高度领悟的CPU、DSP、GPU和AI处理器异构打算平台。
目前，中原芯已经发布自主知识产权的Unity统一指令集架构和基于此架构的CPU、DSP及AI专用途理器系列IP，以及已经量产投片的多核异构GPT8300SoC芯片。该芯片全部采取源自中原芯自主指令集的处理器IP，节省了大量的IP容许费，并且可以根据运用需求进行深度的IP定制。
芯片设计家当需走出大而不强的困境
目前，中原芯的异构打算紧张覆盖的场景是AI和5G领域对打算有较高需求的运用，例如聪慧城市、智能交通、边缘打算、云打算、智能制造等等。正如李科奕自己所说，越是对芯片的打算性能、效能功耗比和生命周期有哀求的场景，中原芯的异构打算上风越能显现。
和多数芯片设计公司不同，中原芯的商业模式有两种，一是芯片设计定制，即利用自主研发的IP平台为客户设计定制芯片，二是IP授权，即容许IP给客户自己设计芯片。目前中原芯紧张以做事有定制需求的客户为主，通过IP的上风为客户量身打造相应的芯片产品，现在已经有几款为客户定制的芯片产品开始量产。
对付海内半导体家当的发展现状，李科奕认为，海内芯片公司还处于中低端同质化竞争的局势，市场环境也比较暴躁，无论是风险投资还是地方政府的关注点，更多的是聚焦在运用创新或者工艺制造方面，对IP和设计环节重视不足。海内的芯片设计公司的投入也以前辈工艺为主，而不是设计创新、架构创新。如果按照这种思路发展，中国只会成为集成电路的大国，但不会变成一个集成电路的强国。
李科奕提出了对海内集成电路家当发展的一些建议。他说，IP是全体集成电路家当链最上游的节点，投资周期长，但IP才是集成电路家当的命脉、咽喉。没有自主创新的国产IP链条，中国的IC设计就永久改变不了被国外IP公司“卡脖子”的局势。不重视芯片的设计创新、架构创新，中国的IC设计很可能是大而不强。海内集成电路家当热衷于投资生产制造环节，但是，没有强大的IC设计支撑，下贱的制造、封测就将面临无源之水、无根之木的风险。
来源：经济参考报
