人工智能 （AI） 正在改變計(jì)算的每一層，從訓(xùn)練萬億參數(shù)模型的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心到執(zhí)行實(shí)時(shí)推理的電池供電邊緣設(shè)備。硬件要求在各個(gè)方面都在不斷升級(jí)：計(jì)算密度在增加，功率預(yù)算在收緊，新算法的到來速度比傳統(tǒng)芯片路線圖所能適應(yīng)的要快。

第一波人工智能硬件是建立在專有指令集和封閉生態(tài)系統(tǒng)之上的。這些方法現(xiàn)在在變革的步伐下變得緊張。設(shè)計(jì)人員需要一種不受限制地進(jìn)行創(chuàng)新的方法，在工作負(fù)載需要的地方添加自定義加速，并在單一軟件保護(hù)傘下構(gòu)建從邊緣擴(kuò)展到云的系統(tǒng)。

這就是 RISC-V（一種開放的模塊化指令集架構(gòu)）從一種有前途的替代方案轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌鰟菰诒匦械牡胤健Ｒ韵虏糠终故玖藶槭裁词袌鲛D(zhuǎn)向 RISC-V，它如何為下一代 AI 芯片設(shè)計(jì)人員提供支持，AI 系統(tǒng)構(gòu)建者如何利用它，以及像 Akeana 這樣的公司如何將機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)化為真正的芯片。

為什么市場需要 RISC-V

今年全球 AI 處理器收入預(yù)計(jì)將超過 2600 億美元，但 AI 工作負(fù)載的多樣性和對(duì)能源效率的推動(dòng)暴露了 x86 和 Arm 等固定指令集的局限性。RISC-V 的開放性允許設(shè)計(jì)人員集成自定義指令——無論是用于矩陣運(yùn)算、張量加速器還是內(nèi)存計(jì)算功能——而無需等待單一供應(yīng)商批準(zhǔn)路線圖。

RISC-V 還在 IP 可用性方面提供了更大的靈活性和更廣泛的選擇，消除了對(duì)單個(gè)或有限數(shù)量的源的依賴，就像 Arm 或 x86 經(jīng)常出現(xiàn)的情況一樣。例如，在異構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)中的多線程處理器中，如果現(xiàn)有供應(yīng)商不提供解決方案，則可能沒有可用的替代方案。

政府和企業(yè)被不受限制性許可的自由所吸引。超大規(guī)模企業(yè)和半導(dǎo)體公司看到了微調(diào)每瓦性能的機(jī)會(huì)，以應(yīng)對(duì)快速擴(kuò)大的人工智能任務(wù)。這些因素共同創(chuàng)造了對(duì)開放、可定制和面向未來的硬件的強(qiáng)大需求。

RISC-V 如何為下一代 AI 芯片設(shè)計(jì)人員提供支持

對(duì)于芯片架構(gòu)師和產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)來說，RISC-V 為差異化提供了一塊空白畫布。其可擴(kuò)展的 ISA 支持寬矢量單元、矩陣引擎和其他特定領(lǐng)域的加速器，所有這些都集成在一個(gè)連貫的硬件-軟件堆棧中。

由于生態(tài)系統(tǒng)是開放且快速發(fā)展的，因此軟件支持與芯片保持同步。當(dāng)新芯片到來時(shí)，開源編譯器、優(yōu)化庫以及批準(zhǔn)的矢量和矩陣擴(kuò)展已準(zhǔn)備就緒。設(shè)計(jì)人員可以專注于計(jì)算密度、能效和上市時(shí)間，而不會(huì)犧牲與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)工具的兼容性。

人工智能系統(tǒng)構(gòu)建者如何利用 RISC-V 和芯片設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)新

人工智能系統(tǒng)構(gòu)建者——無論是組裝服務(wù)器、邊緣設(shè)備還是專用設(shè)備——都需要能夠合并異構(gòu)計(jì)算資源而不創(chuàng)建軟件孤島的平臺(tái)。RISC-V 的統(tǒng)一 ISA 使得將通用 CPU 與矢量引擎、通用矩陣乘法 （GEMM） 加速器和客戶特定的 xPU 結(jié)合在單個(gè)軟件目標(biāo)下成為可能。

這降低了集成復(fù)雜性，并確保了邊緣和數(shù)據(jù)中心部署的一致性能。系統(tǒng)架構(gòu)師可以擴(kuò)展性能、調(diào)整能效并整合自定義加速器，同時(shí)保持一個(gè)工具鏈和開發(fā)流程，從而縮短從概念到生產(chǎn)的路徑。

獨(dú)特的機(jī)會(huì)之窗

對(duì)開放、可定制 AI 硬件的推動(dòng)恰逢 RISC-V 供應(yīng)鏈達(dá)到成熟的時(shí)刻。經(jīng)過驗(yàn)證的 IP 塊、強(qiáng)化的設(shè)計(jì)流程和強(qiáng)大的軟件堆棧使芯片供應(yīng)商和系統(tǒng)制造商能夠快速從設(shè)計(jì)過渡到部署。

那些現(xiàn)在采取行動(dòng)的人可以吸引尋求主權(quán)和專業(yè)化的客戶，同時(shí)提供封閉架構(gòu)可能難以匹敵的下一代人工智能性能。市場吸引力和技術(shù)準(zhǔn)備程度的結(jié)合創(chuàng)造了一個(gè)罕見但強(qiáng)大的機(jī)會(huì)之窗。

Akeana 提供什么

Akeana 憑借專為 AI 構(gòu)建的基于 RISC-V 的 IP 和子系統(tǒng)的全棧產(chǎn)品組合，站在這一運(yùn)動(dòng)的最前沿。在最近的網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)“利用 RISC-V 作為下一代 AI 芯片的統(tǒng)一異構(gòu)硬件和軟件平臺(tái)”中，Akeana 工程師描述了 SoC 開發(fā)人員如何使用該公司的技術(shù)滿足積極的每瓦計(jì)算目標(biāo)和異構(gòu)系統(tǒng)要求。

Akeana 提供兼容 RVA23 的高性能 RISC-V 處理器、先進(jìn)的矢量和矩陣加速器以及強(qiáng)大的數(shù)據(jù)移動(dòng)引擎。其靈活的計(jì)算子系統(tǒng)互連將多核 CPU、合作伙伴加速器和定制硬件塊鏈接到一個(gè)無縫架構(gòu)中。該公司具有獨(dú)特的能力，能夠同時(shí)提供多線程 （SMT） RVA23 兼容的定序和異序內(nèi)核。該公司還提供了成熟的軟件環(huán)境——優(yōu)化的編譯器、人工智能性能庫和強(qiáng)大的模擬工具——因此開發(fā)人員可以立即啟動(dòng)作系統(tǒng)和人工智能框架。

對(duì)于芯片設(shè)計(jì)人員來說，這些產(chǎn)品縮短了從概念到生產(chǎn)的路徑，同時(shí)允許細(xì)粒度的性能調(diào)整。對(duì)于 AI 系統(tǒng)構(gòu)建者，它們提供可隨時(shí)集成的計(jì)算子系統(tǒng)，可簡化擴(kuò)展并降低功耗。Akeana 的技術(shù)使客戶能夠積極創(chuàng)新，同時(shí)滿足嚴(yán)格的效率和上市時(shí)間目標(biāo)。

總結(jié)

AI行業(yè)正進(jìn)入新的增長階段，RISC-V是靈活性、高效性和長期控制的首選架構(gòu)。芯片設(shè)計(jì)人員可以自由地創(chuàng)建自定義指令和加速器，而人工智能系統(tǒng)構(gòu)建者則獲得了用于異構(gòu)計(jì)算的統(tǒng)一平臺(tái)。

Akeana 處于這一轉(zhuǎn)變的中心。通過提供 RISC-V IP 核、強(qiáng)大的計(jì)算子系統(tǒng)和完整的軟件堆棧，該公司幫助芯片制造商和系統(tǒng)集成商抓住當(dāng)今市場所需的機(jī)遇。激增的需求和成熟的供應(yīng)鏈相結(jié)合，令人信服，Akeana 已準(zhǔn)備好幫助合作伙伴抓住它。