開(kāi)啟下一代人工智能SoC極致性能與終極效率
日前,在北京舉辦 NetSpeedSystems新產(chǎn)品發(fā)布會(huì)。NetSpeed Systems大中華區(qū)銷售總監(jiān)黃啓弘重點(diǎn)介紹了NetSpeedSystem 即將推出的為人工智能系統(tǒng)SoC的片內(nèi)互連所開(kāi)發(fā)的架構(gòu)級(jí) IP——Orion.AI,并分享了公司戰(zhàn)略及市場(chǎng)遠(yuǎn)景。他表示,新發(fā)布的Orion AI將為下一代人工智能SoC帶來(lái)極致性能與終極效率。
人工智能SoC面對(duì)的挑戰(zhàn)
黃啓弘認(rèn)為,人工智能技術(shù)在視頻、語(yǔ)音、預(yù)測(cè)、機(jī)器人及診斷等應(yīng)用中正漸入佳境。這些新興應(yīng)用對(duì)處理能力提出了更高的需求,推動(dòng)著計(jì)算架構(gòu)發(fā)生天翻地覆的變化,并急劇改變著SoC設(shè)計(jì)模式。但是新應(yīng)用正讓AI計(jì)算面臨新的挑戰(zhàn)。
他說(shuō),人工智能的主要挑戰(zhàn)在于工作負(fù)載具備獨(dú)特性,在訓(xùn)練側(cè)與推理側(cè)都需要大矩陣乘法;人工智能架構(gòu)具備獨(dú)特性,內(nèi)核數(shù)量多,大量并結(jié)構(gòu),以及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。所以,人工智能SoC需要以下一些特性:其一是解耦架構(gòu),分層堆疊,每層均可擴(kuò)展或收縮;其二是支持基于廣播推送的可配置多播網(wǎng)絡(luò)IP;其三是非凡的服務(wù)質(zhì)量(QoS),以具備端到端QoS規(guī)劃的非阻寒路徑來(lái)控制帶寬與延遲。
由于新SoC內(nèi)部體現(xiàn)出的是一種新的數(shù)據(jù)流,一般來(lái)說(shuō),想實(shí)現(xiàn)快速有效的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)交換,就需要大量的計(jì)算單元。傳統(tǒng)架構(gòu)運(yùn)行方式不同,采用中央存儲(chǔ)作為數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)。而人工智能系統(tǒng)需要任意位置數(shù)據(jù)交換,這可以通過(guò)廣泛的接口而實(shí)現(xiàn),并需要支持長(zhǎng)突發(fā)傳輸。Orion AI的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)就是不僅能夠支持多重多播請(qǐng)求,并支持非阻塞傳輸,而且可以發(fā)揮極致性能,具有萬(wàn)億字節(jié)每秒(TB/s)吞吐量,2GHz以上數(shù)據(jù)帶寬高達(dá)1024位總線,有1000個(gè)內(nèi)核。其內(nèi)置人工智能利用先進(jìn)人工智能算法,在解決方案空間搜尋較有效率解決方案。在功耗方面也實(shí)現(xiàn)了終極效率,采用先進(jìn)低功耗管理技術(shù)來(lái)提升能效。
讓芯片互連成一張網(wǎng)
作為業(yè)界領(lǐng)先的內(nèi)部互連IP供應(yīng)商,NetSpeed
Systems聚焦于人工智能、汽車電子和高性能計(jì)算的SoC。此次推出的業(yè)界首款以人工智能為基礎(chǔ)的SoC芯片內(nèi)部互連解決方案Orion AI支持多播與廣播等先進(jìn)特性,能極大提升人工智能SoC與加速器ASIC的性能與效率,可廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心、自動(dòng)駕駛、AR/VR,以及先進(jìn)視頻分析。Orion AI由NetSpeed經(jīng)過(guò)硅驗(yàn)證的Orion IP構(gòu)建而成,這些Orion IP已經(jīng)授權(quán)給地平線機(jī)器人、寒武紀(jì)、百度以及Esperanto等領(lǐng)先的人工智能公司。
黃啓弘在介紹芯片內(nèi)部互連解決方案時(shí)解釋說(shuō),區(qū)別于其它競(jìng)爭(zhēng)方案,NetSpeed的SoC總線設(shè)計(jì)是放棄傳統(tǒng)的總線理論,將互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淅砟钜氲叫酒瑑?nèi)部設(shè)計(jì),即采用數(shù)據(jù)路由和分組交換技術(shù)替代傳統(tǒng)總線結(jié)構(gòu),用互聯(lián)網(wǎng)的方法分發(fā)出去。這從架構(gòu)上解決了由于地址空間有限導(dǎo)致的傳統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)可擴(kuò)展性差,分時(shí)通信=效率低下,以及全局時(shí)鐘同步引起的功耗和面積較大等一系列問(wèn)題。
他表示,Orion AI為極致性能而生,片上帶寬高達(dá)萬(wàn)億位,并具備支持?jǐn)?shù)千計(jì)算引擎的底層架構(gòu)。它提供超寬數(shù)據(jù)通路,接口位寬高達(dá)1024位,內(nèi)部結(jié)構(gòu)位寬更高,并可支持高達(dá)4K字節(jié)的長(zhǎng)突發(fā)傳輸。
加快SoC上市時(shí)間
Orion AI還有一個(gè)重要優(yōu)勢(shì),即節(jié)省SoC設(shè)計(jì)時(shí)間,它由NetSpeed的圖靈機(jī)器學(xué)習(xí)引擎提供支持,該引擎使用監(jiān)督學(xué)習(xí)來(lái)探索和優(yōu)化SoC設(shè)計(jì)與架構(gòu)。這是一種以人工智能為核心的設(shè)計(jì)方法,就像有一位隨時(shí)在線的建筑大師給出設(shè)計(jì)建議。處理器架構(gòu)師可以采納圖靈的建議,然后花時(shí)間去解決SoC設(shè)計(jì)中的其他難題。這樣就大大縮短了SoC的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)間。
黃啓弘表示,利用NetSpeed Orion AI的幫助,特斯拉自動(dòng)駕駛芯片從設(shè)計(jì)到流片只花了9個(gè)月的時(shí)間,這在以前是難以想象的。除了特斯拉,還有上面提到的其他幾家中國(guó)頂級(jí)人工智能公司,如地平線機(jī)器人、寒武紀(jì)和百度,都是這方面的成功案例。
他較后總結(jié)道,今天,以SoC應(yīng)用為代表的新技術(shù)正在改變?nèi)澜鐪贤ㄅc交互的方式,而NetSpeed正是下一代SoC技術(shù)的核心。不論是正在為緩存一致性解決方案殫精竭慮的硬件架構(gòu)師,還是試圖用高性能、高效率互連技術(shù)打破性能瓶頸的SoC設(shè)計(jì)師,抑或是為構(gòu)建高彈性、高容錯(cuò)性系統(tǒng)而百轉(zhuǎn)千回的安全產(chǎn)品經(jīng)理,都能在NetSpeed找到較佳的解決方案。
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