編者按：安謀科技自成立以來，已經(jīng)實現(xiàn)了“周易”NPU、“星辰”CPU、“山海”SPU、“玲瓏”ISP和“玲瓏”VPU等自研IP產(chǎn)品線的研發(fā)落地。截至目前，安謀科技賦能本土芯片生態(tài)合作伙伴超250家，中國客戶國產(chǎn)芯片累計出貨量約200億，并在過去十余年取得近200倍的增長。
吳雄昂于2004年加入Arm公司；2018年4月，合資公司安謀科技（Arm China）成立后，吳雄昂擔任董事長兼首席執(zhí)行官至今。
近期，中國電子報總編輯胡春民與吳雄昂就算力革命與芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展展開了深度對話。
對話人：安謀科技董事長兼CEO吳雄昂
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)變化是芯片行業(yè)最大驅(qū)動力
胡春民：近兩年，芯片供應短缺現(xiàn)象很嚴重。2021年即將翻頁，你認為明年芯片短缺問題會得到緩解嗎？
吳雄昂：芯片供應短缺現(xiàn)象使得芯片價格出現(xiàn)上漲，不過明年這一現(xiàn)象可能會有所緩解。具體來說，明年，某些領(lǐng)域的芯片短缺現(xiàn)象可能會慢慢舒緩，比如汽車芯片的缺貨狀況就不會那么嚴重了，因為馬來西亞等地的工廠已經(jīng)恢復運行。當然，某些技術(shù)節(jié)點的芯片短缺現(xiàn)象可能還是要持續(xù)到明年年底，甚至到后年年初，但緊缺程度肯定會有所緩解。
胡春民：明年芯片產(chǎn)業(yè)的市場熱點有哪些？
吳雄昂：雖然產(chǎn)業(yè)中不斷涌現(xiàn)出新概念，但市場需求非常高漲的行業(yè)還是目前的5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和新能源汽車等領(lǐng)域。
胡春民：手機、PC已經(jīng)進入存量時代。人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、5G甚至新能源汽車領(lǐng)域的興起，對芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是不是一個機會？
吳雄昂：回顧整個芯片或者IT革命的歷史，我們會發(fā)現(xiàn)，很多行業(yè)的發(fā)展都是通過芯片這一載體，把算力和數(shù)據(jù)結(jié)合起來，通過自動化來提高效率、提升用戶體驗。
現(xiàn)階段，智能化時代的大幕已經(jīng)拉開，設(shè)備多元、數(shù)據(jù)爆炸、應用多元是這個時代的特征。智能攝像頭等各種設(shè)備會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，通過手機、PC辦公也會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)不僅量大，產(chǎn)生后還需要進行實時處理。在這種情況下，制程、架構(gòu)、軟件、硬件等都需要做出改變，才能將算力提升10~100倍，實現(xiàn)完全的自動化、智能化。
以物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域為例，近年來，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的智能化程度越來越高，而這種智能化程度的提升其實是基于人工智能計算場景的極大豐富。
在自動駕駛領(lǐng)域，攝像頭的智能化程度已經(jīng)非常高了，并且成本也下降得非?？臁３龜z像頭外，自動駕駛領(lǐng)域還有很多新型傳感器和激光雷達等產(chǎn)品搭載在車上，會產(chǎn)生各種各樣的新數(shù)據(jù)流。一個智能手機，可能一個月內(nèi)只能產(chǎn)生5G~10G的流量，但是一輛L4級別的自動駕駛車輛在路上僅僅行駛1個小時，就可以產(chǎn)生1T左右的巨大數(shù)據(jù)量。這些產(chǎn)生的數(shù)據(jù)需要通過5G或者傳感器等傳輸?shù)胶蠖诉M行處理，所以芯片行業(yè)發(fā)展的最大驅(qū)動力之一是來自于整個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的變化。
胡春民：2021年是元宇宙大火的一年。您對元宇宙概念有什么看法？
吳雄昂：我認為元宇宙的一大特點是互動性。在一個平行的數(shù)字世界里面，我們可以復制現(xiàn)有環(huán)境，在這個數(shù)字世界中完成我們在現(xiàn)實中做得到和做不到的事情。
如果說物聯(lián)網(wǎng)時代是通過各種傳感器和芯片，把現(xiàn)有世界的一部分感知進行數(shù)據(jù)化，那么元宇宙則是將“數(shù)據(jù)化”更全面地鋪開，也就是把整個世界“數(shù)據(jù)化”，然后在這個基礎(chǔ)上，通過“數(shù)據(jù)化”創(chuàng)造一個平行世界。在這個平行世界里，實現(xiàn)更深度的交流。
未來在元宇宙的世界中，我們將在“數(shù)據(jù)化”的進程中越走越遠，產(chǎn)生越來越多的數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)化進程的加快將對算力與芯片提出越來越多的要求。
這些要求非常多，但可以分幾個層次。第一個層次是架構(gòu)。在數(shù)據(jù)化進程中是不是需要新的架構(gòu)，新的架構(gòu)是什么，該如何解決進程中產(chǎn)生的種種問題。
第二個層次是制造。也就是說，是不是要研發(fā)出新的制造技術(shù)，因為無論是芯片制造技術(shù)還是先進封裝技術(shù)，實際上都需要進一步提升。
第三個層次是軟件。如果沒有軟件對數(shù)據(jù)進行高效優(yōu)化，產(chǎn)業(yè)整體的算力提升會非常困難。在加大算力提升方面，軟件優(yōu)化是其中最重要的環(huán)節(jié)之一。
胡春民：中國數(shù)字經(jīng)濟正在高速發(fā)展，你對這一波數(shù)字化進程有什么建議？
吳雄昂：回顧過往，國內(nèi)整個數(shù)字產(chǎn)業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了幾個階段，第一個階段是學習能力建設(shè)階段。這個時期，計算架構(gòu)比較單一，主要是以學習和模仿國外的計算架構(gòu)為主。但在這一階段，國內(nèi)在商業(yè)模式上已有所創(chuàng)新。
第二個階段，以華為服務(wù)器的出現(xiàn)和5G應用場景拓展等為代表，我們看到了越來越多計算架構(gòu)方面的創(chuàng)新?？梢哉f，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展到現(xiàn)在，在設(shè)計方面與國外差距不大，但在設(shè)計的具體細節(jié)和一些細分領(lǐng)域還有提升的空間，需要通過快速迭代來解決這些問題。
所以，國內(nèi)企業(yè)要持續(xù)完善產(chǎn)業(yè)配套，在實現(xiàn)核心技術(shù)架構(gòu)進步的同時，還要不斷推動配套工藝和軟件的發(fā)展。此外，要積極推動大中小企業(yè)的發(fā)展，在企業(yè)層面實現(xiàn)“百花齊放”，產(chǎn)業(yè)發(fā)展既需要大企業(yè)起到帶動作用，也需要小企業(yè)發(fā)揮助力作用。
未來芯片架構(gòu)將呈現(xiàn)多元格局
胡春民：在算力革命下，很多產(chǎn)業(yè)將出現(xiàn)新的趨勢和特征。未來新計算的發(fā)展方向是什么，計算主流架構(gòu)的發(fā)展情況如何？
吳雄昂：根據(jù)以往經(jīng)驗，我們看到的肯定是多樣化架構(gòu)不斷涌現(xiàn)，而不是單一化的計算架構(gòu)。為什么這么說？因為在大量數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、傳輸與處理過程中，實際上對性能、功耗和成本的要求非常多樣化，也就是說不同的領(lǐng)域可能會用到不同的架構(gòu)。
比如，現(xiàn)在GPU很火，但GPU一開始的功能主要是為了游戲。隨著GPU通用化以后，算力的特性就發(fā)揮出來了。但是說到自動駕駛領(lǐng)域的GPU，至少在國內(nèi)市場英偉達還是比較主流的，它是以GPU為主的算力結(jié)構(gòu)。特斯拉作為最領(lǐng)先的自動駕駛公司之一，卻使用NPU架構(gòu)來實現(xiàn)自動駕駛功能，在某種程度上犧牲了一定的通用性，換取了性能上的提升。
所以，針對架構(gòu)技術(shù)，我們不可一概而論哪個架構(gòu)一定會贏。在架構(gòu)多樣化的過程中，我們要針對某些特定的應用場景，用最優(yōu)的架構(gòu)去解決其中的問題。如果某項技術(shù)在市場中大量應用、成熟落地，那這項技術(shù)一定是性價比最優(yōu)的，而不一定是性能最好的。
胡春民：x86、Arm架構(gòu)和最近火熱的RISC-V架構(gòu)可以說是目前市場中存在的三大架構(gòu)。尤其是在中國，很多企業(yè)都在嘗試使用RISC-V架構(gòu)。你怎么看待這三大架構(gòu)的未來發(fā)展格局？RISC-V的出現(xiàn)對Arm架構(gòu)是否是一種沖擊？
吳雄昂：時代的演進需要不同類型的計算。從PC時代的CPU到移動互聯(lián)網(wǎng)時代的CPU+GPU，再到以NPU為首的全新算力單元開始在數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能計算時代嶄露頭角，架構(gòu)的演進總是推動更有效率的架構(gòu)逐步取代通用性架構(gòu)。
對于任何一個成功的架構(gòu)而言，生態(tài)規(guī)模非常重要。目前，圍繞Arm架構(gòu)的生態(tài)系統(tǒng)中，有全球合作伙伴1000多家，中國250多家；全球出貨量累計已經(jīng)突破2000億，其中中國本土出貨量超過250億。在生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)模方面，Arm架構(gòu)的優(yōu)勢還是非常明顯的，特別是在操作系統(tǒng)和高性能方面。
更重要的是，未來計算更深層次的挑戰(zhàn)是以海量的智能數(shù)據(jù)流為主，而應對這一挑戰(zhàn)的主力將不再是CPU而是NPU。因此，今年7月，安謀科技聯(lián)合產(chǎn)業(yè)龍頭企業(yè)和組織發(fā)起成立了“智能計算產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)合體”（ONIA），共同打造全球首個開源的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器指令集架構(gòu)（NPU ISA），同心協(xié)力建設(shè)“中國首發(fā)，全球開源”的NPU生態(tài)系統(tǒng)。我們相信ONIA以及這一開源NPU ISA將在未來很長一段時間內(nèi)，在構(gòu)建由中國本土發(fā)起、以全球領(lǐng)先技術(shù)為標準的智能計算產(chǎn)業(yè)生態(tài)過程中，在實現(xiàn)NPU處理器創(chuàng)新和智能計算的持續(xù)演進方面發(fā)揮重要的作用。
胡春民：計算架構(gòu)百花齊放，軟硬件協(xié)同發(fā)展同樣是整個信息社會發(fā)展的主流趨勢。谷歌、英特爾都認為軟硬件協(xié)同是新時代下的必然選擇，英偉達甚至想成為一家軟件公司。對此您怎么看？安謀科技在軟硬件協(xié)同創(chuàng)新方面又是怎么做的？
吳雄昂：軟硬件結(jié)合是必然趨勢。在算力提升時，僅靠架構(gòu)和芯片，軟件卻跟不上，一樣很難實現(xiàn)性能提升。
安謀科技目前有很多工程師在進行各種軟件研發(fā)工作，這些工作覆蓋從開源軟件到服務(wù)器的軟件支持。我們發(fā)起成立的開源聯(lián)盟ONIA也是為了讓大家進行軟件資源投入，包括開源工具鏈與開源社區(qū)支持。
除了軟硬件結(jié)合這個趨勢，現(xiàn)在芯片、系統(tǒng)和軟件廠商的業(yè)務(wù)界限越來越模糊。隨著新的數(shù)據(jù)出現(xiàn)，計算架構(gòu)一直在演變，算力需求無法滿足，所以系統(tǒng)廠商想做自己的芯片，針對自己的負載或數(shù)據(jù)流來做優(yōu)化。反過來說，芯片廠商會發(fā)現(xiàn)所生產(chǎn)的芯片算力無法得到充分發(fā)揮，是因為軟件性能不夠優(yōu)良，所以只能著手自己做軟件。
技術(shù)范式的轉(zhuǎn)移會造成雙方的差異化。未來軟硬件肯定是并行模式，但沒有軟件就好像汽車沒有發(fā)動機，算力的提升必須依靠芯片加軟件的優(yōu)化。
胡春民：現(xiàn)階段，智能手機市場趨于飽和，AI等新興領(lǐng)域的發(fā)展引發(fā)了新的技術(shù)革命。您認為未來AI領(lǐng)域的發(fā)展熱點是什么？安謀科技又將在其中扮演什么的角色？
吳雄昂：新領(lǐng)域的發(fā)展對算力與芯片的要求會越來越多。正如前面所說，我們需要研發(fā)新架構(gòu)來解決算力提升過程中出現(xiàn)的各種問題；要推出新的制造技術(shù)，讓芯片制造和先進封裝技術(shù)都實現(xiàn)進一步發(fā)展；還需要研發(fā)出性能更優(yōu)秀的軟件來適配硬件，以滿足算力需求。
總體來說，Arm是算力革命過程中的重要一員，未來也會扮演一個重要角色。因為就像x86代表了計算架構(gòu)的一個體系一樣，Arm代表的也是一個體系，我們做的東西就好像“跑車的引擎”。
下一個階段，我們可能就是一個電動機而不是內(nèi)燃機了。
Arm生態(tài)體系助力中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展
胡春民：Arm將英國技術(shù)插到了美國的創(chuàng)新土壤中，通過開放授權(quán)的方式長成參天大樹。Arm在中國生根、壯大，與中國伙伴是如何協(xié)同成長的？
吳雄昂：安謀科技源于Arm，但是已經(jīng)生根于中國，因此從合資公司成立的第一天起，我們就持續(xù)發(fā)力自主可控的本土研發(fā)業(yè)務(wù)，我們要帶著Arm的科技養(yǎng)分來把安謀科技種成一顆本土的科技大樹。
現(xiàn)階段，我們通過開源這種新模式和中國產(chǎn)業(yè)進行聯(lián)合?；仡欉^往，我們在2006年之前是通過單個產(chǎn)品打入市場，實現(xiàn)單點突破的。不管是服務(wù)行業(yè)頭部企業(yè)，還是服務(wù)一些體量較小的創(chuàng)業(yè)公司，我們都通過平臺化的SoC構(gòu)建自己的計算平臺能力，再加上軟件能力，不斷進入各個垂直市場，為中國產(chǎn)業(yè)提供技術(shù)支持。
2020年，在網(wǎng)絡(luò)處理器、高性能服務(wù)器方面，中國合作伙伴的出貨量全球第一。Arm生態(tài)在高性能服務(wù)器領(lǐng)域?qū)χ袊麄€產(chǎn)業(yè)提供了非常多的幫助。
胡春民：Arm在開源社區(qū)建設(shè)方面做了非常多的工作。Linaro、TARS、歐拉和龍蜥等開源社區(qū)都能看到Arm作為引領(lǐng)者的身影。在國內(nèi)外開源社區(qū)建設(shè)中，Arm更像是一個橋梁，把國外優(yōu)秀的開源項目帶到國內(nèi)落地，同時把中國的開源場景帶到國外。安謀科技作為脫胎于Arm的中外合資公司，您是否愿意分享一下，安謀科技針對開源社區(qū)有什么發(fā)展計劃？未來將怎樣更好地推動開源生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)？
吳雄昂：多年來，安謀科技一直通過安創(chuàng)空間、安創(chuàng)加速器等創(chuàng)新服務(wù)平臺，致力于幫助國內(nèi)技術(shù)驅(qū)動型創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)企業(yè)精準對接生態(tài)資源、投資機構(gòu)、銷售渠道、宣傳渠道等，提供一站式深度加速服務(wù)，扶持本土企業(yè)成長。
在智能計算時代里，隨著算力越來越多地由CPU、GPU轉(zhuǎn)為由NPU來提供，在NPU這個架構(gòu)上，今年7月，安謀科技聯(lián)合產(chǎn)業(yè)龍頭企業(yè)和組織發(fā)起成立了開源聯(lián)盟ONIA，并宣布全球首個開源的NPU ISA，真正做到了“中國首發(fā)，全球開源”。安謀科技通過共建共享、開放創(chuàng)新的模式，希望形成產(chǎn)學研投的聯(lián)動，推動自主核心技術(shù)的落地與演進。
此外，安謀科技還為今年所有加入ONIA的會員提供“周易”NPU的免費授權(quán)，并且聯(lián)合安創(chuàng)加速器，孵化10家基于開源架構(gòu)和XPU的創(chuàng)業(yè)企業(yè)，為他們提供技術(shù)支持、產(chǎn)業(yè)對接、場地、資金投入等。目前，安謀科技已經(jīng)成立了一個研發(fā)團隊，把我們的工具鏈及軟件開發(fā)做成開源模式，這樣，我們的芯片合作伙伴可以減少很多開發(fā)成本與時間，對上游的應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，加快研發(fā)速度、減少研發(fā)障礙。在這個過程中，安謀科技其實在扮演一個“拋磚引玉”的角色。
未來，我們的軟件將繼續(xù)支持開源體系，這個體系涉及各種各樣的基礎(chǔ)軟件?，F(xiàn)階段，我們有10多個工程師提供各種各樣的開源軟件支持，為開源社區(qū)的構(gòu)建、開源模式的推廣保駕護航。
“A+X雙輪驅(qū)動”戰(zhàn)略建立生態(tài)大樹
胡春民：安謀科技今年推出“A+X雙輪驅(qū)動”戰(zhàn)略，如何解讀？XPU融合計算平臺有哪些優(yōu)勢？
吳雄昂：今年8月，安謀科技推出新業(yè)務(wù)戰(zhàn)略，也就是兼容Arm架構(gòu)的CPU生態(tài)系統(tǒng)和自主架構(gòu)XPU生態(tài)系統(tǒng)的“雙輪驅(qū)動”戰(zhàn)略。過去，我們把Arm這一全球標準和技術(shù)帶到了國內(nèi)，賦能了中國半導體產(chǎn)業(yè)，也打造了完整的生態(tài)鏈；將來，我們不僅要在CPU方面繼續(xù)開發(fā)兼容Arm架構(gòu)的CPU，更重要的是，在新架構(gòu)方面，我們開發(fā)了自主的XPU架構(gòu)，以XPU自主架構(gòu)為核心，我們將打造下一代融合計算平臺。
對安謀科技來說，在多元化的基礎(chǔ)上，“X”還有三方面含義：一是可定制化、多樣化的結(jié)構(gòu)，包括多域的支持；二是可支持多樣化算力的擴展堆疊；三是針對各個場景更精準的優(yōu)化和效能的提升。過去，從CPU到NPU、VPU再到ISP，每個計算單元都是獨立的，合作伙伴往往需要從多個供應商那里把這些IP根據(jù)場景重新定義、二次開發(fā)、裁剪和優(yōu)化，在新的高密度數(shù)據(jù)流計算環(huán)境當中，這是一個巨大的挑戰(zhàn)。針對這樣的挑戰(zhàn)，我們根據(jù)場景，重新定義融合計算架構(gòu)、指令集、處理器IP、系統(tǒng)軟件、設(shè)計服務(wù)等，優(yōu)化數(shù)據(jù)搬運，降低功耗，提升效能，給合作伙伴提供一個完整的交付方案，XPU正是在此背景下應運而生的。
基于超域架構(gòu)（xDSA）的XPU可以針對不同應用，將處理AI、視頻、圖像等功能的計算單元組成不同的解決方案，打造融合計算架構(gòu)平臺，以解決海量智能數(shù)據(jù)流的處理效率和功耗問題，滿足客戶多元化的需求。
胡春民：“核芯動力”的理念有什么具體內(nèi)涵？對于其他企業(yè)有何可借鑒之處？
吳雄昂：選擇此時推出“核芯動力”新業(yè)務(wù)品牌，是安謀科技在洞察智能計算時代發(fā)生的深刻變革之后做出的重大決策，以應對未來多樣化算力堆疊和多計算域的需求。“核芯動力”的推出，就是為了打造開放的智能數(shù)據(jù)流融合計算平臺，更好地以定制的方式來解決不同行業(yè)的痛點。它的logo看起來像一個渦輪發(fā)動機，象征著為中國芯片產(chǎn)業(yè)持續(xù)提供源源動力。從品牌理念上來講，也代表了創(chuàng)新（Innovation）、智能（Intelligence）以及無限可能（Infinity）。
“核芯動力”的發(fā)布，體現(xiàn)了安謀科技“承前啟后”的戰(zhàn)略定位。承，是對Arm CPU生態(tài)的傳承；啟，是開啟自主架構(gòu)XPU新時代的使命。我們希望通過強大的自研XPU產(chǎn)品和專業(yè)的一站式服務(wù)，賦能中國客戶和產(chǎn)業(yè)生態(tài)，在已有成熟繁榮生態(tài)的基礎(chǔ)上，攜手產(chǎn)業(yè)合作伙伴，打造領(lǐng)先的、共贏的XPU智能計算生態(tài)。
胡春民：未來的芯片和供應鏈正在向區(qū)域化方向發(fā)展，中國現(xiàn)在是否有必要自主研發(fā)類似的核心系統(tǒng)架構(gòu)？
吳雄昂：不管架構(gòu)如何演進，我們的目的都是要掌握核心技術(shù)。為什么要采取“雙輪驅(qū)動”策略？因為從CPU角度出發(fā)，其將涉及全球安卓軟件的兼容性，而Arm架構(gòu)在CPU和控制層上的優(yōu)勢，是全球領(lǐng)先的，所以在CPU這塊，安謀科技會繼續(xù)開發(fā)兼容Arm架構(gòu)的CPU；此外，隨著AI、5G、IoT等技術(shù)的快速發(fā)展，單靠CPU已經(jīng)無法滿足海量、多元化的計算需求，所以我們“雙輪”的另一個輪子，就是開發(fā)自主的XPU架構(gòu)，并以此為核心打造下一代融合計算平臺。這就是“存量國際兼容，增量以我為主”。在中國這個半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快的市場上，如何以有效且符合中國速度的方式打造這個生態(tài)？現(xiàn)在要補足的是生態(tài)架構(gòu)的領(lǐng)先性。在下一代XPU新架構(gòu)生態(tài)上開放合作，爭取中國首發(fā)，全球開源。
