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AI芯片时代,AI与人需要怎样的芯片设计工具?| 寻找新质生产力

时间:2024-08-10      来源:网络搜集 关于我们 0

原创 张悦 上海科技

寻找新质生产力

“AI出来的时候,

大家都在讲,

以后用AI可以直接设计CPU。

但是作为行业内的人,

我们知道,

这还需要漫长的一个过程。”

芯易荟研发副总裁张卫航谈道,芯片设计是一个精确描述的过程,如果让AI以传统的设计语言进行设计,描述空间巨大,然而“错一个比特,整个CPU就可能崩溃”。

因此,对AI来说,设计芯片也需要趁手的工具——一个能提供适当灵活性和优化空间的芯片设计平台。

近期,上海初创企业芯易荟自主研发EDA工具FARMStudio迎来2.0版本,作为芯易荟自研的首款产品,FARMStudio也是全球首个采用C语言描述、基于RISC-V基础指令集的专用处理器生成工具,不仅使软硬件描述语言统一,还可大幅降低芯片设计门槛,分钟级自动生成专用处理器芯片,最大程度上缩短了芯片研发和验证的周期,加快产品上市。

“我从来不担心AI能替代我们的工具,我们的工具会在AI时代占据非常重要的一个地位,问题只在于到时候怎么更好地让AI去运用。”张卫航谈道。

01

这道“开放题”,

为何选“C”

在AI设计芯片的时代到来之前,AI浪潮掀起的自研芯片热,已悄然而至。近年来,“自研芯片”“定制芯片”成为了许多科技企业的新晋内卷赛道:不少耳熟能详的手机厂商、汽车厂商、家电厂商的头部企业,都开始了造芯片的道路。

人工智能时代对大量数据的处理需求,使根据场景的特点定制芯片的DSA(特定领域架构)赛道格外火热。在芯易荟CEO汪达钧看来,这是行业发展的必然:“数据的价值体现在最终的应用上,利用数据、分析数据,都需要差异化的数据处理与算法,定制的半导体可以保护他们的核心价值。”

随着越来越多的软件企业、前端企业,进入到芯片设计的赛道,软硬件融合、前后端打通,正成为行业新趋势。这也对芯片设计平台提出了新的挑战。

在芯片IC设计领域,已有许多硬件描述语言,如主流的RTL语言Verilog、VHDL,以及近些年诞生的高层次语言Chisel,作为初创企业,芯易荟没有选择这些硬件描述语言,转而选择C语言进行硬件描述,原因何在?

“在DSA领域,我们面对的软硬件架构师,对C语言会是一个天然的熟手。”张卫航回答道。“采用C语言进行输入的FARMStudio,可以真正把软件和硬件的工程师放在同一个设计环境里协同合作。”

“C语言在行业外的人来看可能比较古老,但其占有的业界地位是不可撼动的。”张卫航进一步解释道,在嵌入式开发、面向CPU的优化式开发、算法开发,甚至AI基础算法等方面,C语言的使用非常普遍,且非常有优势。做AI算法的人,一旦做到底层,要做到算子优化的时候,都必须面对C语言。

02

让探索“左移”、决策“右移”

“在传统的芯片设计中,一般开发完了再去做验证,整个周期会非常长。”芯易荟市场总监徐明介绍道,一旦验证中出现问题,又将重新来过。“所谓‘让探索左移’,也就是让硬件设计师在硬件生成之前,就能知道最终硬件的性能表现与功耗成本,从而快速迭代硬件设计以最佳的PPA实现,并且适应软件,提升软件的效率。”

“我们立志做成一站式的分析、验证、迭代开发平台。”张卫航说道,FPGA作为“万能芯片”,在验证中有着独到的优势,但每家FPGA的配置不同,在统一接口时就会出现问题,“对此,我们提出了一个比较彻底的解决方案——云虚拟FPGA验证。”

“云虚拟FPGA验证”无需芯片设计公司另外搭建FPGA平台,帮助用户方便快捷验证。并支持云上FPGA烧写、调试,UART虚拟终端实时查看log等基础功能以外,还提供了操作系统级虚拟接口,如虚拟文件系统服务,虚拟音视频设备等服务。用户在云虚拟FPGA上运行的应用软件,可以直接访问本地系统上的文件,及音视频设备,可有效避免硬件调试,驱动等相关问题,最大程度提升用户开发效率。

“目前,我们在云上已部署了两个不同大小的FPGA,可以直接通过本地连接到云端,直接穿透到我们机房做仿真。验证不需要再等到若干个月以后,因为用我们的工具,可以实现快速迭代,改一个东西可能只需要几分钟,结果就能出来。”

而正因为架构和软硬件实现方案的决策完全基于确定的功能设计、验证结果和PPA数据,最大程度减少了决策面临的不确定性和风险,且硬件设计软件化可实现芯片设计中修改困难的问题,“决策右移”由此实现。

03

“创业最大的挑战

是资源和机会的匹配”

2021年,芯易荟在上海成立。2023年,FARMStudio作为芯易荟的第一个产品正式推出。2024年,FARMStudio 2.0推出。目前,芯易荟的研发团队已超过60人。

面对当下AI带来的自研芯片热,与传统大厂相比,似乎初创企业有着更灵活的身姿来与客户共同实现定制开发。而另一方面,初创企业本身也更需要参与到市场迭代的过程中,不能“闭门造车”。

创业三年,迭代两个版本,在汪达钧看来,关键在于“做好资源和机会的匹配”,“工具的迭代在于客户的反馈,这就对我们造成一个冲击,因为我们工具自身也有更新换代的计划,客户的需求当然会对计划造成一定冲击或变动。好在我们用自己的工具来满足客户的需求,所以在这方面我们的迭代会快很多。”

“公司发展的早期,实际上不能自己在那边闭门去构思一个什么样的工具。我觉得公司的发展、产品的发展,是一种迭代,是跟着市场在迭代的过程,所以定制性开发与自身工具的研发是完全不矛盾的。”

04

不做“Me-too”

在创新药领域中,会将有自己知识产权,其药效和同类的突破性的药物相当的新药,称为Me-too新药。不过,似乎在芯片设计领域同样存在Me-too, First-in-Class等关系。

“我们做的不是Me-too的产品。现在很多国内的EDA都是国产替代,但我们做的确实是一个原创性、颠覆性的东西。”

“做颠覆性的工具得先把自己颠覆掉。”汪达钧说道,“英语有句谚语,Eating your own dog food,自己做出的狗粮,先吃一点,吃完了以后你就知道‘OK,我这个工具能用’,哪里还不够好用,要在工具上面做哪些优化。”

不过对于初创企业来说,当然不可能抓住所有的东西。“我们需要选择,在接下来几年里专注哪些东西。”据悉,后续芯易荟将着重在生态建设上持续发力,面向不同的人群,比如学生、研究者等。

在汪达钧看来,随着大数据时代的到来,未来将会是一个“百花齐放”的世界,每个人都在寻找自己能够实现的应用、能够满足的市场,“我们的工具所面临的机会非常大。”

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原标题:《AI芯片时代,AI与人需要怎样的芯片设计工具?| 寻找新质生产力》


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