嘉楠科技論道阿里平頭哥：RISC-V能解決擴(kuò)展性和功耗難題

原標(biāo)題：嘉楠科技論道阿里平頭哥：RISC-V能解決擴(kuò)展性和功耗難題

在日前舉辦的首屆集成電路雙創(chuàng)發(fā)展論壇上，阿里平頭哥方面表示RISC-V前途無可限量，嘉楠科技李楊杰則認(rèn)為，在解決可擴(kuò)展和功耗難題后，RISC-V急需完善社區(qū)主流標(biāo)準(zhǔn)。

作為一種新興的指令集架構(gòu)，RISC-V在近年異軍突起。尤其在邊緣側(cè)應(yīng)用場(chǎng)景中，RISC-V因其開源、模塊化和可擴(kuò)展的特性備受矚目。

在南京舉辦的首屆集成電路創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)發(fā)展論壇上，來自阿里巴巴平頭哥、嘉楠科技等采用RISC-V進(jìn)行IC研發(fā)的芯片企業(yè)匯聚一堂。在關(guān)于RISC-V是否會(huì)取代ARM的討論中，一位來自阿里巴巴平頭哥的嘉賓表示，就像4G到來之前，人們難以想象龐大的APP生態(tài)和直播等新興玩法一樣，人們也無法想象RISC-V在未來的發(fā)展前景。

相比其他嘉賓對(duì)RISC-V未來的暢想，嘉楠科技高級(jí)技術(shù)總監(jiān)李楊杰更關(guān)注RISC-V在近期的落地與應(yīng)用。他認(rèn)為，與ARM相比，RISC-V急需完善社區(qū)主流標(biāo)準(zhǔn)。

RISC-V生態(tài)繁榮需完善社區(qū)主流標(biāo)準(zhǔn)

李楊杰表示，各家廠商對(duì)于RISC-V指令集的擴(kuò)展應(yīng)該呈現(xiàn)出多元性，而非碎片化的特征。由于邊緣側(cè)AI市場(chǎng)較為分散，使用RISC-V架構(gòu)的每家廠商都可根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)需求擴(kuò)展指令，但這需要在相對(duì)統(tǒng)一的框架下進(jìn)行，否則會(huì)導(dǎo)致設(shè)備兼容性的缺失，從而阻礙RISC-V的長(zhǎng)期發(fā)展。他認(rèn)為如果各家廠商能夠積極參與RISC-V社區(qū)標(biāo)準(zhǔn)的制定，將能吸引更多開發(fā)者基于RISC-V架構(gòu)進(jìn)行開發(fā)，從而壯大軟硬件生態(tài)。

解決可擴(kuò)展和功耗難題：RISC-V助力AIoT芯片研發(fā)

作為RISC-V生態(tài)聯(lián)盟的重要成員，嘉楠科技在2018年9月推出了一代芯片勘智K210，這也是目前業(yè)內(nèi)唯一采用RV64位雙核處理器架構(gòu)的邊緣側(cè)AI芯片。李楊杰認(rèn)為，當(dāng)前AIoT領(lǐng)域的芯片研發(fā)及應(yīng)用主要有四個(gè)關(guān)注點(diǎn)。

首先是功耗，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)屬于計(jì)算密集型場(chǎng)景, 需要嚴(yán)格控制整個(gè)系統(tǒng)的功耗。他表示，算力、功耗以及芯片搭載的外設(shè)都可能導(dǎo)致產(chǎn)品生命周期的折損。

其次是場(chǎng)景，從電池供電的純端側(cè)，到云端與邊緣之間的近端側(cè)，每個(gè)場(chǎng)景都對(duì)芯片的系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了不同的需求。

三是算力，邊緣側(cè)的嚴(yán)格功耗限制使得算力無法充分發(fā)揮效能。李楊杰認(rèn)為，當(dāng)前企業(yè)客戶對(duì)于芯片的算力有一種“盲目崇拜”。算力并非決定芯片性能的唯一因素，在很多邊緣側(cè)的場(chǎng)景中，如果用ARM架構(gòu)的芯片去處理端側(cè)數(shù)據(jù)，會(huì)導(dǎo)致功耗成本激增。

最后是靈活性，他表示端側(cè) AI 推理芯片存在“短板效應(yīng)”，有可能會(huì)因?yàn)橐粋€(gè)算力需求不大的算子不支持而導(dǎo)致系統(tǒng)整體吞吐量顯著下降的情況。

李楊杰認(rèn)為，RISC-V能夠很好地解決以上四點(diǎn)問題。RISC-V具有優(yōu)良的可擴(kuò)展性，能根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)需求選擇合適的指令進(jìn)行擴(kuò)展，例如一些可能不被支持的運(yùn)算操作。其次，端側(cè)的許多應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)成本比較敏感，RISC-V開源開放的特性及其輕量級(jí)的架構(gòu)可以幫助研發(fā)人員在授權(quán)、功耗等多個(gè)角度降低整體研發(fā)成本。

需求牽引的IC研發(fā)：勘智K210落地智能家居等多個(gè)場(chǎng)景

李楊杰表示，芯片的研發(fā)設(shè)計(jì)正從原先的技術(shù)驅(qū)動(dòng)走向應(yīng)用驅(qū)動(dòng)。作為國(guó)內(nèi)RISC-V芯片領(lǐng)域的引領(lǐng)者，嘉楠科技推出的一代邊緣側(cè)AI芯片勘智K210已經(jīng)部署在智能門鎖、無感門禁、智能電表、病蟲害智能識(shí)別與防治等多個(gè)細(xì)分領(lǐng)域。

作為勘智K210的經(jīng)典落地場(chǎng)景之一，嘉楠科技研發(fā)的人臉識(shí)別智能門鎖模組已經(jīng)實(shí)現(xiàn)低功耗約束下的毫秒級(jí)人臉識(shí)別。該模組建立離線數(shù)據(jù)庫(kù)，能在設(shè)備端直接完成數(shù)據(jù)的處理。同時(shí)，模組在能耗方面也表現(xiàn)出優(yōu)異性能，“廠家的要求是一年才換一次電池。”李楊杰說，“當(dāng)你能夠?qū)崿F(xiàn)真正低功耗下的人臉識(shí)別，會(huì)發(fā)現(xiàn)廠家對(duì)你的接納度會(huì)變得非常高?！?/p>

類似的場(chǎng)景還有智能樓宇，搭載勘智K210的無感門禁可以在邊緣側(cè)完成人臉圖像的處理，直接返回文本形式的人臉特征值，確保用戶的人臉信息安全。同時(shí)，系統(tǒng)在邊緣側(cè)建立數(shù)據(jù)庫(kù)，極大提升了數(shù)據(jù)處理的效率，從一萬張人臉中識(shí)別出目標(biāo)對(duì)象只需要不到0.5秒。目前，該系統(tǒng)已經(jīng)部署在軟通動(dòng)力的總部大樓，實(shí)現(xiàn)日均每監(jiān)控點(diǎn)2000次識(shí)別。

在病蟲害防治上，嘉楠科技與百度、北京林業(yè)大學(xué)合作，在林場(chǎng)中部署搭載勘智K210的模組以實(shí)現(xiàn)害蟲的智能識(shí)別與分類。據(jù)他介紹，林場(chǎng)的能源和通信條件相對(duì)苛刻，主要靠太陽能供電，而且通信網(wǎng)絡(luò)是2G的水平。基于RISC-V架構(gòu)，勘智K210可在功耗僅為0.3W的條件下完成檢測(cè)目標(biāo)的識(shí)別和分類。另一方面，得益于RISC-V的開源特性，整體開發(fā)成本得到下降。

下一代芯片的規(guī)劃同樣以實(shí)際業(yè)務(wù)需求為考量進(jìn)行設(shè)計(jì)，李楊杰表示，K510在架構(gòu)設(shè)計(jì)上做了較大的優(yōu)化，并且針對(duì)具體場(chǎng)景需求生成不同規(guī)模的核。未來嘉楠科技的產(chǎn)品線中會(huì)大量采用類似的策略。

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