當前位置:首頁>資訊 >科技>中科院歷時5年打造RISC-V設計平臺,開源芯片死結有望打開!

中科院歷時5年打造RISC-V設計平臺,開源芯片死結有望打開!

2020-09-03 來源:中國企業網責任編輯:中國企業 瀏覽數:1291 中國企業網_中國企業全球門戶網站

核心提示:今天好多學生在選專業時,聽到要做硬件、做芯片,就會有一種恐懼感,我們希望能改變這種狀態。說這話的人是中國科學院計算技術研究所研究員、先進計算機系統研究中心主任包云崗,幾年前他所在的中國科學院大學有 35%

 “今天好多學生在選專業時,聽到要做硬件、做芯片,就會有一種恐懼感,我們希望能改變這種狀態。”

說這話的人是中國科學院計算技術研究所研究員、先進計算機系統研究中心主任包云崗,幾年前他所在的中國科學院大學有 35% 的學生不喜歡做芯片,現在不少學生已經開始熱衷于做芯片,并已經有學生“帶芯畢業”。

2020 年 6 月,五位 95 后本科生,帶著自己設計的處理器芯片“果殼(NutShell)” ,從中國科學院大學畢業,這在國內非常罕見。

圖 | 五位 “帶芯” 畢業的本科生(來源:受訪者)

整個芯片從設計到研發,耗時僅僅 4 個月,如此高效率的研發,得益于包云崗團隊研發的開源芯片設計平臺——SERVE。

在 2020 中關村論壇未來青年論壇現場,DeepTech 專訪包云崗,并請他重點闡述了 SERVE 開源芯片設計平臺的現狀。

圖 | 包云崗(來源:中關村論壇未來青年論壇)

SERVE 的誕生,要從 2012 年開始,這是一個摸索著長大的產品。2016 年,負責團隊耗時 4 年,終于研發出 SERVE 第一版。

同時,包云崗和團隊核心成員張科博士、常軼松博士也在繼續探索。在明確開源方向后,他們決定把 SERVE,打造成開源芯片設計平臺。2019 年,SERVE 發布第三版,并發揮作用至今。

圖 | 開源芯片設計平臺 SERVE(來源:受訪者)
 
SERVE 的主要作用,是在芯片設計結束以后,對芯片進行開發驗證。由于 SERVE 的研究人員,本身也是高校老師,他們“就地取材”,圍繞教學場景針對教學中遇到的需求,尋找技術實現手段。
 
此前,芯片驗證一般得用 FPGA 仿真硬件基礎設施,并且芯片上面還得運行軟件,因此要想測試芯片是否有問題,就得讓它跑起來。跑的過程中遇到問題,就要反饋給設計人員進行修復。

包云崗在教學實踐中發現,上述做法面臨的痛點是,不是每個學生拿到的開發板都很穩定,這樣就會導致很多無解類問題。

而 SERVE 的作用,正是用于尋找無解類問題。它能通過聯網來給芯片做驗證,芯片的開發流程也會因此加快。

之所以具備該功能,是因為 SERVE 使用了一種新架構——SoC-FPGA,相比亞馬遜 F1 FPGA 云平臺,SERVE 的密度更高,一個平臺上可以集成 32 個 FPGA,并且每個 FPGA 上面還有強大的計算力。這樣既有較高的密度,又有較強的計算能力,整個芯片系統可以獲得更好的性價比。

圖 | 用 SERVE 測試芯片
 
包云崗介紹稱,SERVE 在遠程教學中,也發揮了重要作用。2020 上半年,學生都在家學習,而 SERVE 讓學生們即便不在學校,也照樣可以完成硬件實驗。

截止目前,在疫情期間,128 位該校學生登錄 SERVE 近兩萬次,并借此進行了近兩千小時的實驗。

過去幾年,中國科學院大學一直讓本科生用 SERVE 去做教學實驗,學生對計算機組成原理教學實驗平臺的滿意度,也從 27% 增長到 88%。

把芯片設計搬到云上來

SERVE 的目標,是要把芯片設計過程搬到云上去。未來,該平臺有望實現所有的芯片設計,都能在云上完成。
 
屆時,開發人員只需一個帳號,就能在云平臺里面,制作芯片開發的基礎組件,并能完成開發和驗證等所有過程,從而產出芯片設計版圖。版圖設計出來后,就可以交給芯片制造廠商去制造。

據包云崗介紹,在云上做芯片設計,也是未來的趨勢,如果再融入開源要素,還能幫助降低芯片設計和驗證的成本。
 
而降低設計成本,正是降低芯片制造門檻的首要因素。當前芯片的生產要素如 EDA、IP、仿真驗證平臺等造價都非常昂貴,如果生產要素特別難獲取,生產門檻就會非常高。
 
他舉例稱,以 14 納米芯片為例,一般需要幾千萬甚至上億元的研發經費。這樣的投入,只有少數企業才能承擔。如果是創業公司,還沒開始創業就要花這么多錢購買設備,那么芯片行業自然難以注入新鮮力量。
 
說到這里,包云崗說開發 App 的要素都是開源的,三五位工程師下載一些開源組件,很快就能做出一款 App。同樣,通過開源和云上設計的方式,也能讓芯片設計像開發 App 一樣簡單。

“讓天下沒有難做的芯片”

2019 年 10 月份,《經濟學人》雜志有篇文章提到:過去十年開源軟件讓智能手機實現了大爆發,未來十年新的開源硬件有可能讓物聯網設備實現類似的爆發。
 
包云崗介紹稱,開源芯片已經是大家比較關注的新趨勢。

它背后有三大驅動力,第一是當前技術發展的整體趨勢,如 2020 年中國半導體行業明顯“變熱”;

第二是人才,和美國相比,近十年在芯片設計領域里面,中國仍有 20 倍人才差距;

第三是產業,如果把領域專家的知識實現到芯片里面,就能把芯片性能功耗比提升幾百倍。

談及芯片和開源的結合,包云崗表示,一枚芯片的誕生,包括設計、制造和封裝等三個階段,這和出版小說的過程很相似。
 
設計階段,就好比把小說寫出來;制造階段,相當于寫完后把電子稿發給印刷廠、并把它印出來;封裝測試好比把它封裝成一本書。
 
他舉例稱,以寒武紀公司為例,他們把人工智能、深度神經網絡和機器學習的設計固化到硬件里面,最終做出的 AI 芯片,比通用芯片的各方面性能都高出一個數量級。
 
由于寒武紀芯片針對的是某一類大領域,公司需要投入上千研發人力。但還有很多場景,不需要面對復雜應用,也不需要投入過多人力,可能只是做窗簾里面一個小處理器,這個小處理器只需感知光線是強還是弱,并根據光的強弱、接收手機發來的請求,從而實現窗簾的自動開關。
 
而用多快好省的方式快速做出芯片,便是降低芯片門檻的主要意義所在。對于有較強應用需求的小芯片來說,它們將在未來實現門檻低、成本低、周期迭代的能力。這樣,便能最大程度激發芯片領域的創新活躍度。
 
包云崗繼續分析稱,現在全中國有 400 多萬個 App,App 擁有量位居世界首位,每個 App 都需要團隊開發,未來這些 App 可直接跟芯片關聯起來。仍以窗簾為例,假如開發一個 App 控制窗簾,那么與窗簾對應的芯片,也可以打包形成一個軟硬結合的解決方案。
 
比如,一家窗簾公司不僅可以給用戶提供智能窗簾,還能給用戶一個 App,用戶在手機上可以很容易地控制窗簾。與此同時,窗簾公司還能很快做出一款小芯片,并嵌入到的窗簾里面。
 
這樣,窗簾跟 App 是緊耦合的關系,它們之間可以通信,App 里面的請求可以發送到芯片里面,進而通過芯片來控制窗簾。這類芯片的出貨量會比較大,相應的場景需求也比較多。包云崗表示,希望未來能把門檻降低到連窗簾公司都可以自己做芯片。
 
相比中低端芯片,高端芯片的制造門檻更難以降低。以建筑為例,假如要造大興機場,就不是以成本為中心來考慮,因為它是非常高端的明星項目,需要先進的工程設備來做。
 
而大量存在的普通居民樓和寫字樓,會更加重視經濟適用。而包云崗團隊目前正在解決的問題,是怎么把量大面廣的芯片生產門檻降下來。
 
他認為,假如造一個普通房子,都需要尖端人員來做,那么房子的推廣成本就會非常高。

而把制造量大面廣的芯片,跟計算機體系結構(Computer Architecture)對應起來,事情就會更加容易。
 
在計算機體系結構領域中做開源,相當于把很多預制件都做好、并加以儲備,以備隨時使用。比如,僅用 10 天就可以造出雷神山和火神山醫院,此前長沙還曾用 7 天造出 10 幾層樓的酒店。
 
為什么能做到這一點?因為已經標準化,有了預制件就能很快構建出建筑。包云崗認為,當 AIoT(人工智能物聯網)得到進一步普及后,芯片也應朝此方向發展,因為它跟建筑一樣,也有量大面廣的需求。屆時,芯片制造就會更快更便宜,造出來的芯片也會更適用。

開源芯片死結有望打開

但就開源芯片的研發,還面臨著“死結”。由于投入很大,大家不愿意開源,沒有可用的開源資源,就只能花高價去買 IP。

與此同時,大家又都希望一次流片成功,所以會花更多的時間去驗證它,導致人力成本高企。如今,這個死結有望打破。
 
開源芯片設計平臺 SERVE,相當于一群人合伙做出預制件,根據這些預制件就能快速搭出產品。從宏觀角度來看,開源就像基建一樣需要有投入,投入以后不見得能看到回報,因為做完以后就要貢獻給大家使用。
 
從商業模式角度來看,開源芯片設計平臺,就像是國家建設高速公路,前期投入很大,但是建好以后大家的出行會很方便。
 
正所謂要想富先修路,高速公路一旦建成,就可以促進很多產業的發展,這便是基礎設施的作用。開源芯片設計平臺也是同樣的道理,芯片門檻降低以后,平臺就可以變成公共設施,廠商就可以在平臺上做自己的芯片。

圖 | 國科大組成原理教學實踐(來源:受訪者)
 
包云崗指出,構建開源芯片生態,需要四大元素:開源開放的指令集、開源的 EDA 工具鏈、敏捷開發語言、操作系統和編譯器。
 
以開源開放的指令集這一元素為例,得益于開放和免費,RSIC-V(一個基于精簡指令集原則的開源指令集架構)已經逐漸為人所知。

打個比方,指令集相當于一種語言的語法和詞匯,而每一種語言都有一本字典,去解釋這種語言的語法和詞匯的便是指令集手冊。
 
指令集手冊都比較厚,以 X86 指令集手冊為例,頁數多達 5000 多頁,而 RISC-V 指令集手冊只有 200 多頁,本科生就可以讀懂。頁數少且淺顯易懂,這樣就可以用較少的人才投入,用它去做處理器芯片設計。

圖 | RSIC-V 國內外進展

不同指令集的規模差別也很大,X86 如今已有 3000 多條指令,但事實上并不需要這么多。而 RISC-V 基礎指令只有 47 條,且可以完成很多功能。

與此同時,RISC-V 是模塊化的,雖然只有 47 條基礎指令,但其可以像搭積木一樣,根據需求構建出定制的處理器。
 
仍以高速公路為例,路面可以行駛各種各樣的車輛,車主也可以基于不同的目的來使用高速公路,有的是做物流,有的是出去旅游。

對于開源芯片設計平臺來說,廠商也可以在上面發揮各種想象力和創造力,從 0 到 1 開拓出新業務。
 
可以說,開源芯片是一個生態基礎,而包云崗的工作則是構建一個類似于公共服務的生態,讓芯片設計可以有更多創新。

芯片門檻降低以后,“良禽”才會“擇木而棲”。相比如日中天的互聯網行業,芯片行業研發人員收入普遍不高,但是芯片人才的要求卻很高,他們既需要懂設計流程,又需要懂前端、后端等一系列技術。
 
包云崗認為,中國還沒有像英特爾和英偉達這樣的 GPU 純設計公司,中國的 GPU 跟美國的差距也在十年以上。

其中一個原因正是因為芯片門檻過高,人才很難保持活躍度,資本也不太愿意進去。只有降低芯片門檻,學生才會不再害怕做芯片,人才參與一旦增多,資本也更愿意加入。

不過他同時指出,門檻也不能降得過低,移到中間某一個位置時,就會形成較好的業界態勢,這時便可以創造更大價值。
打賞
分享到:
0相關評論
閱讀上文 >> 狂砸1200億元!高瓴張磊預言:這個行業有望迎來“寒武紀大爆發”
閱讀下文 >> 國產PD-1單抗四大藥企半年報出爐!恒瑞醫藥全面領先,適應癥和產能之爭仍在繼續

大家喜歡看的

  • 品牌
  • 資訊
  • 展會
  • 視頻
  • 圖片
  • 供應
  • 求購
  • 商城

版權與免責聲明:

凡注明稿件來源的內容均為轉載稿或由企業用戶注冊發布,本網轉載出于傳遞更多信息的目的;如轉載稿涉及版權問題,請作者聯系我們,同時對于用戶評論等信息,本網并不意味著贊同其觀點或證實其內容的真實性;


本文地址:http://www.export29.com/news/show-1150.html

轉載本站原創文章請注明來源:中國企業網_中國企業全球門戶網站

微信“掃一掃”
即可分享此文章

友情鏈接

Copyright ?2013- 中國企業網 All Rights Reserved???服務熱線:18936411277|咨詢QQ:點擊這里給我發消息2687802265| 郵箱:2687802265@qq.com
主辦:中國企業網 地址:中國南京

服務熱線:15195620050 ICP備案號: 蘇ICP備19056034號-1

久久精品_双飞风韵犹存两个熟妇,亚洲偷偷自拍综合免费视频,阴抖网站在线观看,市来美保爆乳在线播放456,久仓加代子五十
边吻边摸下面视频免费| 超碰日本爆乳中文字幕| 波多野结衣中文字幕| 阿神的实况教室| 人妻肉体还债中文字幕| 欧美三级片| 欧美人与动性行为视频| 美女扒开内裤打光屁股| av资源每日更新网站| 丰满巨肥大屁股bbw| 国语对白东北粗口熟女| 巨胸美女露双奶头无遮挡| 叶玉卿三级片| 国产农村熟妇videos| 波多野结衣中文字幕| chinesemature老熟妇| 天天射综合网| 亚洲成av人片天堂网| 变态孕交videosgratis孕妇| 天堂av在线| 交换美妇系列| 黄色网站在线观看| 免费av片在线观看蜜芽tv| 暴露放荡的娇妻| http://www.cleanprotocol.org