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以技術(shù)驅(qū)動創(chuàng)新，以芯力量擁抱數(shù)智未來?！缎臼隆吩L談對話科技創(chuàng)新者、引領(lǐng)者，探索創(chuàng)芯之路，共建硬核算力，賦能科技創(chuàng)新。
本期《芯事》人物
丁然
全志科技CTO?
人類獲取和交換信息，80%以上來自于視頻圖像。隨著視覺感知在學習、工作和各種知識傳承中發(fā)揮越來越重要的作用，視頻技術(shù)應(yīng)用的前景也日趨廣闊。
這一過程一直由高清視頻技術(shù)的發(fā)展所推動，例如分辨率向8K的不斷提升，以及5G技術(shù)的高帶寬和低延遲的特性解決了高清視頻數(shù)據(jù)傳輸的痛點，繼而帶動整個視頻行業(yè)在采集、制作、傳輸、播放各方面升級，使得高清視頻的應(yīng)用越來越廣。
與此同時，AI正在成為一種新的通用技術(shù)，并深入千行百業(yè)，例如教育、實時智能翻譯，以及視覺智能等。能否利用AI的理念和技術(shù)解決現(xiàn)在和未來的問題，是構(gòu)筑領(lǐng)先競爭力的關(guān)鍵。
這些趨勢為AIoT芯片企業(yè)提供了前所未有的市場機會。“我們堅信大視頻和智能化是行業(yè)發(fā)展的大趨勢，擁有廣闊的市場機會。”全志科技CTO丁然說?；诖?，全志科技堅持以大視頻、智能化為核心，全面展開戰(zhàn)略布局和業(yè)務(wù)運作，為市場和客戶提供超高清音視頻技術(shù)的價值解決方案。
全志科技是國內(nèi)AP級SoC設(shè)計行業(yè)的頭部企業(yè)之一，產(chǎn)品生態(tài)覆蓋智能硬件、消費電子、車載應(yīng)用、工業(yè)互聯(lián)等領(lǐng)域，芯片年出貨量在億級以上。全志科技已推出全球首顆基于平頭哥玄鐵C906 RISC-V的應(yīng)用處理器D1，為萬物互聯(lián)AIoT時代提供新的智能關(guān)鍵芯片，應(yīng)用于智慧城市、智能汽車、智能商顯、智能家電、智能辦公等多個領(lǐng)域市場。
本期《芯事訪談》專訪全志科技CTO丁然，一同探討AI和視頻相關(guān)市場、趨勢以及RISC-V在其中的發(fā)展機遇。
RISC-V產(chǎn)品化從兩端向中間逼近
從應(yīng)用端需求看，您觀察到有哪些重要趨勢值得關(guān)注？
丁然：視頻技術(shù)和人工智能，是我們看到的行業(yè)發(fā)展的大趨勢。
視頻技術(shù)的發(fā)展，一是隨著超高清時代加速到來，國家在19年發(fā)布超高清視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃，行動計劃提到“4K先行、兼顧8K”的總體技術(shù)路線，帶動超高清視頻產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)協(xié)同發(fā)展，加速8K產(chǎn)業(yè)鏈成熟。
二是版權(quán)保護加強，隨著高品質(zhì)音視頻內(nèi)容供給日益增長，數(shù)字版權(quán)保護標準進一步完善，與內(nèi)容制作標準、終端呈現(xiàn)標準協(xié)同構(gòu)建內(nèi)容保護生態(tài)體系。
三是大視頻與5G、AI技術(shù)深度融合，推進新一代信息技術(shù)深度融合創(chuàng)新發(fā)展，催生了大量新場景、新應(yīng)用、新模式。
同時，AI方面也在不斷發(fā)展。一是云、管、端物聯(lián)架構(gòu)創(chuàng)新，人工智能計算將從云往邊緣延伸，隨著應(yīng)用場景的豐富，未來在應(yīng)用端需要采集和運算的數(shù)據(jù)越來越大，對運算速度、網(wǎng)絡(luò)帶寬都提出了更高要求。同時，個人隱私等信息的不斷增多，人們對安全的需求也更為迫切，單靠云難以完全解決這些痛點，所以邊緣將與云互補協(xié)同。
二是端側(cè)計算機體系結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，隨著端側(cè)業(yè)務(wù)類型趨與多元化、業(yè)務(wù)海量增大等變化，端側(cè)數(shù)據(jù)量也呈現(xiàn)倍數(shù)級增長，傳統(tǒng)計算機架構(gòu)下算力面臨著極大的挑戰(zhàn)。圖靈獎獲得者Patterson教授在論文《A New Golden Age for Computer Architecture 》提出了專用領(lǐng)域處理器架構(gòu)（DSA），專業(yè)領(lǐng)域利用DSA計算在數(shù)據(jù)并行處理、降低延時等方面具有優(yōu)勢。
三是軟硬件深度協(xié)同，計算機體系結(jié)構(gòu)的變化讓異構(gòu)計算不斷顯露鋒芒。異構(gòu)，就是將CPU、GPU、DSP、各類DSA以及外部接口組合起來形成一個混合算力系統(tǒng)。異構(gòu)設(shè)計要考慮算法模型、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)通路的特性，算法模型以及軟件協(xié)議也要根據(jù)芯片架構(gòu)去優(yōu)化設(shè)計，做到軟硬協(xié)同、垂直優(yōu)化以實現(xiàn)產(chǎn)品高性能、低功耗、低延時的場景目標。
上述變化，已經(jīng)對處理器的生態(tài)產(chǎn)生影響，例如RISC-V架構(gòu)的新興處理器開始成為DSA的選擇。相較于x86、 Arm，在數(shù)據(jù)中心、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域，RISC-V會有新機會嗎？
丁然：在服務(wù)器/數(shù)據(jù)中心/個人PC領(lǐng)域，未來X86仍然會占據(jù)大份額的PC/服務(wù)器等高算力市場，ARM和RISC-V會取得一定發(fā)展。如阿里云推出的基于ARM架構(gòu)的磐久云服務(wù)器算力平臺，蘋果基于ARM架構(gòu)推出了M1系列適用于PC的芯片平臺。同時，RISC-V產(chǎn)業(yè)界也出現(xiàn)了還有多家廠商開始布局高性能IP，目標也是服務(wù)器或是數(shù)據(jù)中心。
據(jù)我觀察，由于RISC-V架構(gòu)具有模塊化、可擴展等特性以及向量、DSP等專用指令，有機會成為服務(wù)器或數(shù)據(jù)中心等大型計算平臺專業(yè)場景的極佳解決方案。
在AIoT智能終端領(lǐng)域，ARM會繼續(xù)占據(jù)大部分市場，尤其在高性能移動終端領(lǐng)域，比如說手機與平板；但是在多元的碎片化市場，RISC-V的前景非常廣闊。應(yīng)用多元化往往意味著算力需要高度定制，RISC-V非常符合設(shè)計者的需求，這類場景通常對CPU性能及軟件的生態(tài)依賴度不高，RISC-V架構(gòu)更容易開發(fā)量產(chǎn)，比如工業(yè)控制、智能硬件、安防、車載等應(yīng)用場景。
總體來說，RISC-V產(chǎn)品化可能會從兩端開始，向中間逼近。入門級系列從MCU過渡到入門級AP市場，高端系列應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域。
桌面級RISC-V芯片極有可能出現(xiàn)
在您看來，目前本土RISC-V的生態(tài)建設(shè)處在什么階段？
丁然：我們看到，RISC-V產(chǎn)業(yè)界缺少AP級處理器。由于缺少處理器及相關(guān)開發(fā)板，導致RISC-V軟件生態(tài)發(fā)展速度緩慢，更談不上產(chǎn)品化。
總的來說，同國外相比，本土企業(yè)還處于起步階段，但我們也看到了一些積極信號，比方說平頭哥、Andes等企業(yè)已經(jīng)參與到社區(qū)架構(gòu)規(guī)范的討論和定制，在部分領(lǐng)域已經(jīng)成為規(guī)范主導者，中科院計算所包云崗老師團隊的香山開源項目，中科院軟件所武彥軍老師的團隊正在積極參與GCC/LLVM/C庫/OPENJDK/V8等軟件開源項目的建設(shè)。
在我看來，本土企業(yè)應(yīng)該基于自身產(chǎn)業(yè)位置，配合自身優(yōu)勢，積極參與生態(tài)建設(shè)及產(chǎn)業(yè)落地，比方說IP公司參與架構(gòu)規(guī)范定制，SoC公司參與開源硬件建設(shè)，產(chǎn)品公司參與到應(yīng)用Runtime及Lib服務(wù)的建設(shè)。
全志科技作為一家本土SoC原廠，我們有豐富的架構(gòu)設(shè)計、SoC集成的經(jīng)驗，幾年前就參與RISC-V社區(qū)共建，并在2021年推出了D1開源計算平臺，為RISC-V架構(gòu)的生態(tài)推廣提供硬件保證。
越來越多的巨頭開始關(guān)注并布局RISC-V領(lǐng)域，比如英特爾。您認為未來是否會出現(xiàn)IP私有化的問題？這種開源性要如何健康持續(xù)發(fā)展？
丁然：RISC-V是否可能私有化，實際上是兩個問題，一是RISC-V架構(gòu)是否會成為私有架構(gòu)？另一個是RISC-V架構(gòu)會不會出現(xiàn)私有IP？
前一種情況不會出現(xiàn)，因為RISC-V是一種開源架構(gòu)，而且芯片產(chǎn)業(yè)鏈非常長，單靠幾家商業(yè)公司推廣RISC-V架構(gòu)是很難同ARM及X86架構(gòu)抗衡的，RISC-V必須借助社區(qū)的力量參與基金會公開透明定制規(guī)范協(xié)議。
后一種情況是有可能的，商業(yè)公司可以基于開源架構(gòu)，結(jié)合企業(yè)自身優(yōu)勢進行定制擴展，在特定應(yīng)用領(lǐng)域設(shè)計自己的私有IP，獲取商業(yè)利潤。
一款CPU架構(gòu)能否取得成功，并持續(xù)健康發(fā)展，強依賴軟件生態(tài)環(huán)境，尤其是工具鏈、C庫、操作系統(tǒng)等，當前靠一家或幾家公司，不足以完成全產(chǎn)業(yè)鏈的開發(fā)。
可期待的是，基金會社區(qū)開發(fā)者不僅公開定義架構(gòu)規(guī)范，同時還支持軟件生態(tài)，企業(yè)正好可以借助這些機會參與到社區(qū)規(guī)范的討論、制定中去，參與到整個產(chǎn)業(yè)鏈上下游的建設(shè)中去，推動RISC-V 領(lǐng)域的發(fā)展。
RISC-V架構(gòu)面臨的最大挑戰(zhàn)是什么？未來是否可能出現(xiàn)桌面級的RISC-V芯片？
丁然：從指令集架構(gòu)來看，RISC-V面臨的挑戰(zhàn)主要有硬件資源、軟件生態(tài)、開發(fā)成本等幾個方面：
1）硬件資源上，RISC-V處理器的性能、面積、功耗、成本、穩(wěn)定性等各項因素，會被客戶直接對比。
2）芯片的軟件生態(tài)包括工具鏈、C庫，啟動固件、操作系統(tǒng)、Runtime、Lib服務(wù)等等，架構(gòu)要成功，除了硬件資源，軟件生態(tài)至關(guān)重要。當前RISC-V架構(gòu)在基礎(chǔ)軟件領(lǐng)域幾乎可以滿足高端產(chǎn)品的需求了，可是在應(yīng)用層及中間件等方面還有不小的差距。
3）開發(fā)成本上，由于研發(fā)人員對新架構(gòu)需要適應(yīng)和熟悉時間，有可能增加企業(yè)的產(chǎn)品化成本，還會延長上市周期。
桌面級RISC-V芯片是否會出現(xiàn)？我覺得機會還是挺大的。我看到全志RISC-V的社區(qū)開發(fā)者已經(jīng)基于D1及Nezha平臺移植了Linux發(fā)行版本，如debian、fedora、ubuntu等常見的桌面級操作系統(tǒng)。同時，行業(yè)內(nèi)多家IP公司已經(jīng)推出高性能的算力IP產(chǎn)品，軟件方面社區(qū)也正在移植Openjdk、V8、Opencv等開源軟件，相信未來桌面級的軟件生態(tài)和產(chǎn)品生態(tài)會越來越成熟。
全志與平頭哥強強聯(lián)手
持續(xù)推動RISC-V生態(tài)建設(shè)
針對產(chǎn)業(yè)趨勢和行業(yè)現(xiàn)狀，全志是怎樣思考和布局的呢？
丁然：圍繞大視頻、智能化的戰(zhàn)略方向，我們提出MANS戰(zhàn)略主線：多媒體M(Multimedia)、模擬A(Analog)、網(wǎng)絡(luò)N(Network)、服務(wù)S(Service)等幾個方面協(xié)同發(fā)展的總稱。
其中，由多媒體衍生的大視頻是我們未來發(fā)展的機會點，是我們的核心目標，也是MANS協(xié)同大陣中的陣眼所在。
在模擬方向，要解決視頻系統(tǒng)能源供給和管理問題，要突破高速信息信號傳輸、接口轉(zhuǎn)化、音視頻信號的收發(fā)強化。
在網(wǎng)絡(luò)方向，實現(xiàn)短距離無線物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的突破，關(guān)注WIFI/BT的性能協(xié)同提升，在長距離物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，關(guān)注5G技術(shù)來解決富媒體數(shù)據(jù)無線傳輸問題。
在服務(wù)方向，我們的服務(wù)不僅包括軟件包、算法包、標準參考設(shè)計、量產(chǎn)技術(shù)支持、開發(fā)者社區(qū)運營等傳統(tǒng)的技術(shù)供給領(lǐng)域，也包括幫助、引領(lǐng)、協(xié)同客戶一起定制產(chǎn)品量產(chǎn)計劃、市場推廣計劃、供應(yīng)鏈資源整合優(yōu)化等市場營銷的供給領(lǐng)域；還將包括未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢的內(nèi)外數(shù)據(jù)運營，提升客戶體驗需求的服務(wù)能力等方面的新興價值構(gòu)建領(lǐng)域。
全志選擇與平頭哥深入合作，能介紹一下嗎？
丁然：平頭哥處理器研發(fā)團隊是國內(nèi)少有具備CPU架構(gòu)設(shè)計、量產(chǎn)能力的專業(yè)團隊，早在2018年平頭哥就推出了高性能處理器C910，這是當時性能最高的RISC-V處理器，充分說明了其過硬的研發(fā)能力。
玄鐵系列處理器布局范圍廣，處理器產(chǎn)品從MCU到AP，可以覆蓋大部分AIoT產(chǎn)品場景。同其他架構(gòu)相比，CPU的各項特性數(shù)據(jù)（PPA）非常有競爭力，業(yè)界領(lǐng)先。
同時，要把處理器IP做成產(chǎn)品，高質(zhì)量的IP只是基礎(chǔ)，還要依賴產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)。平頭哥在生態(tài)方面布局比較早，Github上開源玄鐵Linux平臺的驗證環(huán)境，工具鏈支持向量擴展，芯片開發(fā)者社區(qū)為用戶解答問題，這對后續(xù)產(chǎn)品開發(fā)提供了很大的幫助。
全志科技和平頭哥在MCU和AP這兩個級別的處理器都有著深層次的合作，我們已經(jīng)量產(chǎn)了D1和F133等通用AP級算力平臺。
D1用于生態(tài)推廣、技術(shù)研究，配有NEZHA開發(fā)板，所有的軟、硬件資料全部開源，為高校、研究機構(gòu)、社區(qū)開發(fā)者提供架構(gòu)研究、軟件算法實踐、產(chǎn)品孵化的算力平臺。
在產(chǎn)品化方面，基于F133的多款視頻解碼產(chǎn)品也已進入了規(guī)模量產(chǎn)階段，比如HMI、視頻機、車載MP5等。這些產(chǎn)品是目前市面上最先見到基于RISC-V架構(gòu)的AP級別處理器量產(chǎn)的方案。
未來，全志和平頭哥將會在安防、車載電子、無線連接等產(chǎn)品方向持續(xù)布局新產(chǎn)品。
