不一樣的“X”：安謀科技所定義的XPU

X代表著“未知”，在數(shù)學(xué)中它也是“系數(shù)”，甚至它可以指代任何可以代表的東西或是“無窮”。在電子行業(yè)擁有形形色色的處理器，而在異構(gòu)計算和超異構(gòu)計算成為后摩爾時代的“新寵”下，行業(yè)普遍使用XPU代表非CPU類處理器或加速器，而安謀科技（Arm中國）則將XPU定義為開放的智能數(shù)據(jù)流融合計算平臺。

從自主IP到核芯動力

“周易”NPU、“星辰”CPU、“山?！盨PU、“玲瓏”ISP和“玲瓏”VPU，安謀科技用三年陸續(xù)披露了四條自主IP產(chǎn)品線。而在整個業(yè)界走向融合的大趨勢下，這些各司其職的分部件也需要大融合。

“在過去幾年中我們和各個合作伙伴在以上方面都達成了共識，我們必須在新的計算架構(gòu)上做出一些新的調(diào)整”，安謀科技執(zhí)行董事長兼CEO吳雄昂先生如是說。

根據(jù)吳雄昂的介紹，在IP發(fā)展過程中，隨著技術(shù)、軟硬件和市場應(yīng)用的場景明確化后，其中很多模塊慢慢變成了IP，這也是CPU或者是VPU的由來。

但在新一代的智能計算中，很多東西沒有完全固化，不論是在NPU、ISP還是其他新計算方法上，確實有很多架構(gòu)還在不斷演進，各個廠商不得不對這些傳統(tǒng)的模塊進行不斷調(diào)整。這個過程中就形成了很多效率方面的挑戰(zhàn)。

“經(jīng)過融合之后安謀科技提出了XPU的戰(zhàn)略，并發(fā)布‘核芯動力’的新業(yè)務(wù)品牌。這一品牌發(fā)布是針對近兩三年從IP到其他合作過程中發(fā)生的調(diào)整”，吳雄昂激動地宣布新品牌的發(fā)布。

值得一提的是，安謀科技不僅發(fā)布新業(yè)務(wù)“核芯動力”品牌戰(zhàn)略，還擁有針對XPU的一系列發(fā)布，包含指令集、處理器IP、系統(tǒng)軟件、設(shè)計服務(wù)等。

XPU的芯架構(gòu)新在哪里

當(dāng)然，行業(yè)早前就早已擁有XPU這一說法，那么安謀科技對于XPU是如何理解又與其他XPU有何區(qū)別？

安謀科技新業(yè)務(wù)副總裁張曉波先生告訴記者，“核芯動力”品牌中的XPU中的“X”彰顯了未來的科技發(fā)展趨勢，而從架構(gòu)的角度，異構(gòu)計算已有近10年歷史了，在異構(gòu)計算發(fā)展過程中，它綜合了CPU和非CPU類通用計算的其他領(lǐng)域，各個公司也都在投入其中。

實際上，計算架構(gòu)在當(dāng)前一些大算力要求下，譬如說自動駕駛領(lǐng)域，有多域計算的需求，通過不同域的概念來支撐整個計算。與此同時，不同數(shù)據(jù)流的處理需要專用單元支撐，也需要可擴展。在此基礎(chǔ)上，安謀科技專門提出新的架構(gòu)定義，即超域架構(gòu)（xDSA），也就是XPU的新架構(gòu)。

“該架構(gòu)能夠完整地支持高密度數(shù)據(jù)流處理，包括算力迭代以及一些擴展，在這個過程中它又有別于異構(gòu)，它也會把多域、超域的概念引入到行業(yè)里，重新定義整個新架構(gòu)部分。這一架構(gòu)可以長期支持不同產(chǎn)品，包括不同業(yè)務(wù)應(yīng)用場景，包括新型數(shù)據(jù)中心”，張曉波如是說。

他為記者舉例表示，耳熟能詳?shù)腄PU也是行業(yè)重新定義的場景，之前DPU可能叫SmartNIC，在車用場景中則是E2E架構(gòu)，是中央架構(gòu)、中央計算架構(gòu)、多域架構(gòu)的演進。從品牌、產(chǎn)品、架構(gòu)的角度，安謀科技通過這次發(fā)布會將整個品牌到架構(gòu)層面都進行了完整升級，在行業(yè)內(nèi)開創(chuàng)了一個先河。

值得一提的是，根據(jù)張曉波的介紹，安謀科技在7月15號成立了智能計算產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)合體（ONIA），當(dāng)時吳雄昂先生就提出了需要下一代的計算域架構(gòu)來滿足相應(yīng)的需求和挑戰(zhàn)，安謀科技稱之為超域架構(gòu)（xDSA）。其主要的特點是專用的數(shù)據(jù)流處理、多計算域、可擴展，尤其是針對大算力的廠商和車廠的需求，可以提供多樣化的支持。

吳雄昂為記者補充自己對X的理解表示，“之前有英特爾曾提出將XPU作為異構(gòu)計算的符號，很多廠商使用X的原因是X代表了多樣化、多變化、無窮的概念。但對我們來講，在多元化概念的基礎(chǔ)上，X還意味著針對不同的數(shù)據(jù)流、不同的應(yīng)用的可定制、可編程、可擴展的架構(gòu)。其次，X還是針對各個場景的、精確的定位和優(yōu)化，所以對我們來講X有三個含義：一是其可定制化的、多樣化的結(jié)構(gòu)，二是支持多樣化算力的擴展堆疊，三是針對各個場景更精準(zhǔn)的優(yōu)化和效能提升。這三個方向就是我們把它稱為XPU的原因?！?/p>

一場算力的大融合

筆者認(rèn)為，安謀科技此次發(fā)布核芯動力的XPU芯架構(gòu)是對此前IP的大融合，算力潮流下，早已不是某個IP單兵作戰(zhàn)的時代。根據(jù)吳雄昂和張曉波的介紹不難能看出，這種CPU+XPU的融合不單單是“1+N”的堆疊，而是獨具定制化和精準(zhǔn)優(yōu)化的，比如針對萬物互聯(lián)、自動駕駛、數(shù)據(jù)中心等不同應(yīng)用場景進行不同融合。

“一即是全，全即是一”，不論是算力相關(guān)器件正在走向歸一化，各類芯片也正在走向模塊化、整體化、定制化。這是因為留給后端產(chǎn)品的空間愈發(fā)壓縮，小型化、低功耗的行業(yè)趨勢下，整體化不僅能夠在同樣體積下發(fā)揮更好性能，也能有效減少整體成本和開發(fā)成本。從算力上來講，這種歸一化最直觀的提升感受便是PPA（功耗/性能/面積比）的提升。

除此之外，歸一化方案在經(jīng)過廠商的精心調(diào)試之下，不僅能夠加速上市時間，還能更加貼合應(yīng)用本身。本次的核芯動力就一直在強調(diào)定制化，不同應(yīng)用本身所應(yīng)對的數(shù)據(jù)不同，對于安全級別以及算法也不盡相同，經(jīng)過不同融合必然能夠產(chǎn)生更好的效果。

當(dāng)然，融合的前提必然是良好的IP基礎(chǔ)。吳雄昂在發(fā)布會上介紹，自安謀科技2018年成立以來，繼承了Arm公司在中國的CPU業(yè)務(wù)，助力Arm CPU累計出貨量超過200多億片。尤為強調(diào)的是，從成立之初便開始針對數(shù)字化時代的新業(yè)務(wù)進行全面布局。從新業(yè)務(wù)的進展來看，截止目前安謀科技的4條產(chǎn)品線已經(jīng)全部量產(chǎn)，出貨量上億，全國有90多家合作伙伴，其中，29家實現(xiàn)了流片和量產(chǎn)。

發(fā)布會上，吳雄昂還重磅宣布，安謀科技將積極擁抱開源。通過ONIA的建立，開源神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器指令集架構(gòu)（NPU ISA），同時針對ONIA會員提供周易NPU免費授權(quán)。他為此解釋，此舉是為了更快地推進產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，可以更快實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。

另外，談及產(chǎn)學(xué)研合作，他還希望通過這種方式能讓更多智能芯片更快地在應(yīng)用上實現(xiàn)生態(tài)統(tǒng)一，加快研發(fā)速度，減少研發(fā)障礙?！拔覀兊男酒献骰锇榭梢詼p少很多開發(fā)上的成本與時間，對上游的應(yīng)用廠商或者算法廠商來說也會減少很多與硬件適配的時間。我們希望這件對大家都有益處的事情能共建共享，能夠積極推動產(chǎn)業(yè)的發(fā)展”，吳雄昂如是說。

發(fā)布會的最后，吳雄昂豪言：“通過超域架構(gòu)，我們可以更好地做新的融合，未來也會陸續(xù)有新的技術(shù)推動與合作伙伴的產(chǎn)品落地，敬請拭目以待?！?/p>