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日前，由平头哥主办的2023“玄铁RISC-V生态大会”在上海举行。作为平头哥重要的生态合作伙伴之一，Imagination 受邀出席此次大会，现场展示了双方合作的最新成果。Imagination副总裁、中国区总经理刘国军带来了《RISC-V异构计算赋能产业升级》的主题演讲。
RISC-V生态是战略重点
尽管RISC-V是一个潜力巨大的开放式ISA，但它目前主要面临着标准化和生态体系搭建方面的挑战，这也是Imagination的关注重点。
2019 年，Imagination 加入了平头哥半导体创建的无剑 SoC 平台联盟。目前为止，双方已经共同打造了基于RISC-V CPU+IMG GPU/NPU 异构计算平台，完成了从硬件 IP 的深度适配及软硬件一体的联合优化，支持主流的图形加速库，能够为RISC-V提供成熟的可量产方案。
在2022年8月的RISC-V中国峰会上，平头哥发布了首个高性能RISC-V芯片平台无剑600，及量产SoC芯片曳影1520，该芯片集成了 Imagination 的高效能 IMG B系列GPU IP，并且采用了 Imagination的 PVRIC 压缩技术，渲染分辨率优于同类设计，是 DTV 等复杂用户接口（UI）解决方案的首选。该系统级芯片还加入了 Imagination Series3NX NNA 核，具有领先的每瓦 TOPS 性能，并且针对低带宽和高性能密度进行了优化。这一GPU+NNA+RISC-V的异构组合，为AIoT产品实现低功耗、高成本效益提供了理想的解决方案。
除了与生态企业的合作，Imagination致力于加强与RISC-V国际基金会的合作、并积极参与基金会中多个SIG和工作组。去年，Imagination升级为RISC-V国际基金会高级会员，目前参与主导的工作组包括：Automotive, Floating point, Andorid & Common software interface SIG等。
对于在RISC-V领域取得的进展，Imagination方面表示，“RISC-V的合作空间非常大，每家公司获得成功的最好方法不是相互抢夺RISC-V的份额，而是在与其他主要CPU IP的竞争中获胜。我们希望成为RISC-V领域的首选GPU，这就需要与其他IP供应商合作，比如平头哥，赛昉科技、Rios实验室、晶心科技等。”
类比Arm CPU+Mali的推进战略，Imagination已经将RISC-V生态视作战略重点，希望全面拥抱RISC-V生态，通过丰富的异构组合IP来支持中国的自主方案发展。
软硬协同深耕RISC-V生态
据了解，Imagination早在拥有MIPS时就开始考虑进入RISC-V领域，可以说是RISC-V的忠实“信徒”了。随着几年前出售MIPS业务，Imagination在CPU领域的计划暂时搁置。2021年，以Catapult系列开始发力，既是它进入RISC-V领域的开端，也是重回CPU市场的新开始。
Imagination表示，“我们是目前支持RISC-V的公司中，最有经验的IP公司。我们提供既可以使用我们的IP，也可以使用其他供应商IP的全套SDK。我们还提供一项获奖的RISC-V教育计划，并且在内部将RISC-V用于我们的GPU核。我们拥有各种CPU相关专利，迄今已交付了超过30亿个CPU核，所以我们知道创造和支持高质量的IP需要什么。”
经过整体生态的持续努力，RISC-V除了展示出在中低端应用领域的巨大潜力，向高端项目的延伸也成为它未来发展的方向。
Ventana、SiFive等公司在专注于提供更高性能的产品，这进一步驱动了RISC-V向高性能的演进。此外，谷歌公开宣布Android将支持RISC-V架构，这将给RISC-V带来各种使用Android系统的用例，比如移动设备和更多的消费产品。
Imagination方面表示，“RISC-V在整个生态中的采用量已达到临界点，全体生态正在共同努力将所有软件堆栈和关键部分整合到一起，这将使得OEM能够以更快的速度、更低的成本使用RISC-V设计产品。”
为了推动RISC-V的广泛落地，除了芯片功耗、成本、算力有效性、灵活性等关键因素，如何在有限算力下帮助客户算法软件高效地运行，也成为衡量芯片厂商竞争力的核心标准，因此，基础软件包括工具链等都是Imagination的发展重点，以期在软件与系统层面，为包括RISC-V在内的异构计算，提供了统一、开放并且标准的工具链。
异构计算趋势下的IP架构演进
全社会的数字化转型，对不同层级的设备提出了高算力需求。近来，ChatGPT的强势出圈，更是让人们看到高算力支持下的智能化空间。
不过，随着摩尔定律的放缓，传统的单一计算架构已经达到性能和功耗的瓶颈，要想实现算力进一步的飞跃，异构架构就成为芯片计算架构的发展方向。刘国军表示，“我们认为 GPU +CPU+NNA的异构是能够满足计算需求的先进架构。”
基于RISC-V CPU、GPU、NNA（神经网络加速器）、EPP（以太网数据包处理器）的IP布局，以及相应软件栈及异构计算开发平台的搭建，Imagination正在打造完整的异构计算平台。
刘国军认为，未来计算芯片可以从以下四个维度来衡量：可扩展性和可重用性、可编程性、高效性、灵活性。
首先，可扩展性和可重用性方面，需要能够基于核心计算架构，通过在多个维度上进行扩展，来匹配工作负载的算力需求；其次是可编程性，需要在支持工业标准的框架、语言和API的前提下，对芯片计算架构进行高度的优化，同时也要具备完善的可视化工具、调试工具和建模能力，赋能OEM进行系统级的开发；第三是高效性，需要支持先进的稀疏和编译器优化手段，从而降低计算开销，并且在高度集成的计算IP中，能够细粒度地对任务进行分配和调度；第四是灵活性，需要通过对处理器IP组合、连接和编程，以支持动态结构、稀疏性和创建执行单元，从而构建SoC，此外，也要通过先进的互联和存储技术，减少系统带宽并降低功耗。
他指出，Imagination持续演进的IP级别异构计算中，每种IP都支持多核的架构，可以通过不同的IP组合结合先进的互联和存储技术，从而构建灵活的异构多核架构来满足不同应用市场的需求。 例如：
• 在汽车智能驾舱或ADAS场景，可以通过GPU+AI神经网络加速器的异构组合，不但可提供更灵活的计算能力，也可实现计算和显示渲染在架构上的融合；
• 在自动驾驶领域，通过GPU+CPU+AI 构成的大型异构系统，可满足从感知、定位到路径规划的各个阶段的大规模高并发低延迟的计算要求，类似的也可以用于数据中心计算和智能NIC；
• AI神经网络加速器+CPU的组合可满足广泛的智能化场景，覆盖AIoT、消费电子、智慧工业、智慧城市等。
• GPU+CPU的异构计算系统，将会在云游戏方面带来全新体验。
放眼未来算力所需的异构计算架构，Imagination将继续聚焦于功能和面积、性能与功耗优化，并致力于实现最佳的能效比，来完成对不同市场的适应能力。
