摘要：随着芯片技术的快速迭代，摩尔定律正逐渐走向极限，甚至有人提出摩尔定律将失效。因此，IC设计从单纯追求工艺演进到积极推动架构创新，正在成为新的趋势。
文/九畹芳 目前，以异构计算为代表的架构创新正在成为新风口。8月31日，在集微网联合厦门半导体主办的“第二届集微半导体峰会AI/5G论坛”上，华夏芯董事长李科奕先生发表“异构计算时代的到来”主题演讲，与现场嘉宾共话异构计算未来的发展趋势。
华夏芯董事长李科奕
后摩尔时代，IC设计从追求工艺进步到推动架构创新
伴随摩尔定律的演进，芯片性能的提升以不断增长的资金投入和越来越复杂的开发使用为代价。李科奕表示，现在不仅IP越来越贵，芯片设计团队越来越庞大，软硬件开发人员的薪资水平也越来越高，加上当前市场碎片化加剧，芯片企业实现盈亏平衡的难度也越来越大。
据记者了解，目前芯片公司开发一颗10nm工艺的芯片要投入7000万美金，卖出3000万颗才能达到盈亏平衡，而开发一颗稍微复杂的7nm工艺的芯片，几乎要投入1亿美金，卖出5000万颗才能达到盈亏平衡。
有业界人士预言，按照这样的发展趋势，全球可能只会剩下少数几家芯片设计公司。不过李科奕认为，目前中国正涌现出一大批公司跨界做IC设计，如阿里巴巴收购中天微进军IP架构设计，格力投资500亿元做芯片，且全球第一款量产的7nm芯片由中国公司设计。就像之前的传统家电、光伏等领域一样，凡是中国公司大举杀入的行业，如果全球真的只剩下几家芯片公司生存下来，那它们也一定是中国公司。
但是集成电路与其他行业不同之处在于，竞争的胜者除了拥有规模和成本优势之外，很重要的胜负手在于创新，而且是持续的创新。我们看到，随着芯片工艺技术的快速迭代，摩尔定律正逐渐走向极限，甚至有人提出摩尔定律将失效。因此，IC设计从单纯追求工艺演进到积极推动架构创新，正在成为新的趋势。
李科奕回顾称，过去三十年，集成电路行业经历了“数字化、互联网化、移动互联网化”的演变，目前正在兴起的是“人工智能化”。他表示，在这四波产业浪潮中，每一波浪潮都伴随着芯片架构的革命，从32位到64位，从单核到多核，从同构到异构，而每一次芯片架构革命都会推动芯片性能产生质的飞跃。
异构计算成为新风口 华夏芯推出异构SoC芯片
海量的数据处理需要快速集成现有的和各种创新的计算架构，这成为异构计算快速发展的动力，因此以异构计算为代表的架构创新，正在成为一个新的风口。
异构计算这一概念很早就已经存在，截至目前，全球还没有一个统一的标准来定义异构计算。很多人认为，异构计算有多种形态存在，只要能实现不同类型的计算单元之间的高效协同计算，都可以称之为异构计算。
“如今业界有了一个共识，那就是希望通过异构计算在提升性能、降低功耗的同时减少芯片工艺相关的投入、降低设计和编程开发的门槛。比如，采用相对低端的工艺制程实现优良的性能和功耗，只需要较小规模的研发团队就可以实现高端复杂芯片的设计，并且缩短产品交付的周期，从而降低芯片设计和应用开发的成本。”李科奕说。
从异构计算的应用场景来看，异构计算非常适用于5G相关应用，包括无人驾驶、智能安防、数据中心、智能手机等各种智能终端。目前，这些领域正不断涌现出各种异构创新。
作为中国唯一一家同时拥有通用CPU、DSP、GPU、和AI及专用处理器IP核、面向全球客户提供IP及高端芯片定制的解决方案提供商，华夏芯推出了一款ADAS异构SOC芯片，基于全自主处理器IP的人工智能异构SOC——4个华夏芯高性能2GHz（TSMC 28nm工艺）的CPU和DSP核+2个华夏芯AI专用处理器核。其中64位超标量CPU采用三发射、乱序猜测、动态多级流水线架构，标量（IU & FU）计算支持64位整数指令，支持半精度(16位)、单精度(32位)和双精度(64位)浮点指令，可变长向量(VLV)计算单元的向量寄存器长度1KB，向量计算宽度256位，支持8/16/32位整数、半精度(16位)浮点数据类型，运行频率在TSMC28nm工艺时达到2GHz。
针对当前炙手可热的智能驾驶应用，华夏芯推出了AI+立体视觉“双视觉引擎”单芯片，可实现单芯片上的双目立体视觉，包括有专为双目立体视觉优化的视觉计算指令、视觉计算单元、视觉片上存储，支持多达三路高清双目立体视觉输入，为实时高速响应设计的流水线架构，每秒60帧以上连续处理双目立体图像。李科奕强调，华夏芯的架构创新在于基于一整套公共指令集+针对不同领域的扩展指令集组成的异构架构设计，使得不同计算单元共用一套编程模型，高效协同计算，降低异构设计和开发门槛。因此，可以为客户提供完整的异构IP平台和异构芯片定制化服务。
在全球和中国异构计算标准组织方面，李科奕介绍了全球异构系统架构（HSA）联盟强调生态共建、资源共享（包括软件库的重用、共享）的定位。此外，HSA中国工作组CRC于成立，目前已有近40家会员，主要承担HSA在全球最大的市场推广和完善HSA标准的重任。以CRC为基础，又成立了中国异构计算标准（CSH）组，一批包括安全、片上互联、软件无线电的标准草案即将发布。同时， 为推动中国异构计算的产业化发展，“中国异构计算产业联盟”也正在积极筹备当中。
“纵观全球，半导体产业新的赛道正在构建，新的生态也正在形成，这一点应该引起国内同行的关注，毕竟这是一个由人工智能推动的、新型计算的黄金时代。”李科奕说。
