肖佐楠:RISC-V CPU发展与汽车产业变革不期而遇

  • 作者:百姓评车
  • 来源:百姓汽车
  • 时间 2023-09-04
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第十九届中国汽车产业发展(泰达)国际论坛(以下简称“泰达汽车论坛”)于2023年9月1-3日在天津市滨海新区召开。本届论坛以“高质量·新未来”为年度主题,邀请重磅嘉宾展开深入研讨。

在9月3日智能化论坛(下半节):关键技术升级与产业化路线图中,苏州国芯科技股份有限公司董事、总经理肖佐楠发表了题为“RISC-V CPU发展与汽车产业变革不期而遇”的演讲。

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苏州国芯科技股份有限公司董事、总经理 肖佐楠

汽车产业迎来了百年未遇的大变革,RISC-V开源架构走到朝气蓬勃的青年时期,两者本来遵循各自发展的路径,应该来说现在不期而遇了。后面是擦肩而过还是相互紧密的耦合,作为产业实践的一个老兵,我想借泰达汽车论坛做一些探讨。

大家的共识是未来几十年的发展,紧紧围绕着人工向机器智能方向的演进,这是一次新的产业变革。纵观人类的发展,我们应该追溯到青铜器、蒸汽机、电力、计算机的诞生,每一次划时代的技术出现,都引领了人类文明跨越的发展。

应该说人类所有的奋斗和努力,都是最终想把自己从繁重的劳动中解放出来,无限的释放人之外的生产力,从而使人获得精神和物质上的极大满足作为终极目标。芯片技术的高速发展,使得这一时代到来了,而且会加速发展。

再来看人工智能和机器智能所带来的产业新的拐点。人工智能之所以今天能够发展产业落地,这完全得益于芯片算力的极大提升。从ChatGPT、AIGC到语音识别,这些都是人的数据采集,这种采集是人与机器的交流,通过算力的提升来决策。机器智能不太一样,它是一个自动的智能感知,依靠自动化的模型对数据进行处理,然后再决策控制。这个过程最终人是可以完全不参与的,我觉得这是一个变化,但是人工智能、机器智能的发展应该是一直并行发展的道路。

我们再回到汽车产业。我们每向前跨一步,算力都要呈数量级的提升,随之而来是电子电器架构的演进,当然了特别是芯片技术的贡献。汽车是现在普通人唯一需要专业的操作技能来操作的,如果出现有失误,带来的危害是巨大的,汽车产业的进步应该是要释放人的强需求。机器智能可以说是最大限度的释放过程,智能可以最大限度避免事故和伤害。汽车未来的发展本质是一个复杂的机器人,是我们工作、娱乐、社交、情感交流的复合体,其实汽车是人工智能和机器智能第一个能够大规模落地的产业。

汽车往智能化发展的道路路径是不太一样的,特斯拉提供了车云协同的发展路径,特别是现在推出了H100有25个SOC构成的板,然后再集中在一起形成大的超算平台。在8月28日上线的GPU集群有1万个英伟达的H100 GPU组成,这个是特斯拉整个发展的路径。

我们可以相信机器智能硬件是我们人脑几千倍、几万倍的算力,最后机器智能替代人脑进行驾驶,这一定是必然,只是我们看到偶发的可能出现了一些事故。但我们驾驶的时候难道那些事故不会更多吗?只是我们更关注机器智能化的时候可能带来的一些事故影响。

英伟达在2024年准备提供2000TOPS算力,实际上真正的机器智能就是完全脱离人的L4以上的驾驶。大家都能看到E架构演变的过程,以博世为代表的功能域的融合,特斯拉现在还是强调位置域的融合,每一个位置控制了所有的车身、动力,包括底盘、电机。不管是域融合、位置融合,最终可能发展成为以中央计算,加上云计算,再结合我们刚才说的域控制器整个的架构,应该说这个架构实现了软硬的解耦,特别是区域控制器会逐渐的标准化,降低了开发管理的成本。按区域分布可以降低限速的成本,特别是中央计算算力的提升,还有车联网网络带宽的提升。以太网TSN的推出降低了域控制器算力提升的要求,因为区域域控制器是面向不同的,有的可能是要座舱的,有的是动力的,还有车身的,至少要求我们后面CPU更加灵活、可配置、低功耗。

刚才提到RISC-V实际上经过了近13年的发展,已经到了朝气蓬勃的青年时期,多个国家已经把RISC-V作为发展的标准指令集。以印度为代表,还有以色列、俄罗斯,中国也是在过去这十几年间成立了各种各样的产业联盟。到2023年6月,整个RISC-V的基金会的成员已超过3600名,一些大的代表公司像Google、英伟达都是基金会的主要成员。到2022年底,全球可能有数万名工程师致力于RISC-V的发展计划,基于RISC-V的处理器超过100亿颗,其中超过50%的贡献是来自于中国的。还有就是非常关键的生态,这个社区正式接入RISC-V,成为官方支撑的架构。8月初,汽车行业的几个巨头博世、高通、英飞凌、恩智浦、北欧半导体等成立了一个合资公司,就是用于开发基于RISC-V汽车电子新一代的硬件架构。

我们再总结一下经过13年的发展,RISC-V现在到了一个什么样的情况。包括国芯在内的有大量的供应商完全可以根据需要提供在通信、工业控制、人工智能、汽车电子、物联网存储、网络安全等多个领域的IP。欧洲知名的RISC-V公司Semidynamics也在基于RISC-V开发机器学习、人工智能应用为目的扩大矢量单元高性能的内核。在大算力方面,这个公司推出了单线程运行在3.6G、每个集群由16个内核扩展到128个内核、可用于数据中心、汽车5G、AI客户应用高算力的CPU。回到架构的演进,我们需要一个灵活低功耗、可定制化、开源的一个CPU的架构。

未来,软硬分离、解耦才能实现汽车快速加速的发展,软件生态链的标准化兼容将更加成熟可靠。对于开源,因为每一家都要开发定制自己的扩展指令的CPU架构,需要行业的领导者来统一开源架构,包括生态的软件架构。我们也不排除未来RISC-V在域控发展的情况下,中央处理单元依然存在像X86、ARM和GPU并行发展的态势。在这个发展过程当中,我们也要吸取前车之鉴,像Intel当时推平板,现在还依然在努力,当然有巨额的补贴来开发平板架构,可是问题在哪里?失败的原因就是结论是失败的,完全是自己在借鉴原来PC的发展模式。基于一个基本的硬件和软件闭环完全自己开发的一套,最终虽然花费了巨资几十亿美金的补贴,但依然是失败的。在刚刚过去的8月31日,中国电子工业标准化技术协会RISC-V工作委员会正式成立了。国家在这方面也做了很多的努力,共同来打造一个交流的中心、合作的平台。

刚才一直提软件生态,实际上这个相比其它的架构还不太成熟,但是至少我们看到,整个工具链、编译器、操作系统这块大家全部都加入进来了,也是进入了一个快速的发展阶段。正如我们所期待的,CPU和产业升级相遇了,我们认为它应该是在中国。

国芯一直是致力于嵌入CPU的发展,特别是我们基于开源形成互补,来满足整个行业的应用。我们也推出了八大系列四十余款不同的CPU架构,其中包括RISC-V在工业、高性能计算不同的CPU。我们有微架构和指令定制的机会,一个行业头部企业提出原来用了三个DSP加一个CPU,希望我们用DIC扩展指令能够实现这三个扩展。我们经过努力的开发扩大这个指令,支持三角函数浮点运算,最后实现了在同样功耗、同样面积的情况下,比原来的提高40%左右的效率,最后通过实际的验证也能完全的满足三个DSP所需要的运算周期和指令。基于头部企业的需要,我们做了3009的开发,成为国芯第一款既满足辅助驾驶,又能满足跨域融合RISC-V MCU,今年或者明年年初就会推出。

国芯在几个方面都做了芯片产业的布局。一个是MCU,再有就是音频降噪DSP,以及用于执行器的驱动。在信号链、智能感知、加速传感器领域我们都做了产品布局。诸如像电控底盘、动力、仪表、安全气囊,我们有十二条产品线实现了产业化的布局,去年我们产业化应用规模达到了400万颗以上,在比亚迪、长安等十几家主要主机厂的几十个车型上获得了产业化的应用。

作为奋斗在第一线的奋斗者,世界正在发生几千年以来未有的大变革,而这一个变革是芯片发展推动的,能够置身其中成为一员,感到无比的兴奋。中国在蒸汽机开始的工业革命我们就落后于世界,现在汽车产业作为机器智能发展的落地的第一个产业,我们终于站在了世界舞台的中央,我们有机会引领这一产业的基础硬件和软件的发展。机会是稍纵即逝的,但机会仍然在我们手中。


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