2019年,两位图灵奖得主John L. Hennessy和David A. Patterson在他们的报告中预言了未来十年的计算机体系架构将会迎来“新的黄金十年”。这一年,架构创新、小芯片获得了更多关注,从初创公司到巨头公司,从终端到云端,都有AI芯片相继推出。展望2020年的AI芯片市场,我们可以看出四大趋势:专用芯片、Chiplet技术、软硬融合以及异构系统。
架构创新
2019年5月,耐能发布了具有创新性的物联网专用AI SoC,其可重组的架构能够让芯片像积木一样组合,既能满足语音,也能满足视觉的需求。探境科技也推出了SFA,这是一个以存储调度为核心的计算架构,可以实现更高能效比,并支持任意神经网络。
专用芯片
AI芯片从最初的小型化进程发展至今,不仅仅是为了提升性能,还因为它们对特定算法提供了更好的解决方案。在这个过程中,我们看到了一种新的趋势,即向着通用的处理器与专用的加速器结合发展。这一趋势体现在手机NPU上,如华为和苹果所做的一样,它们率先加入NPU作为卖点。
Chiplet技术
Chiplet是一种新颖的IP重用模式,它通过先进集成技术封装预先生产功能裸片(Die),形成一个完整系统晶圆。这意味着,只需购买别人设计好的硅片即可集成,而不必完全重新设计整个SoC。Chiplet带来了工艺选择、架构设计和商业模式的灵活性,让AI芯片能够更容易地实现异构。
软硬融合
要降低异构系统编程复杂性,软件平台变得更加重要。英特尔采用了一种基于标准跨架构语言Data Parallel C++++ (DPC++),旨在提供统一编程模型并简化应用开发工作。此外,一些IP提供商采用底层方式直接与CPU、GPU或NPU沟通,以最佳地匹配任务,这也是解决异构编程挑战的一个方法。
综上所述,展望2020年的AI芯片市场,我们可以预见到这些关键词将继续影响行业发展:架構創新、小型化、高性能及低功耗,以及软硬件融合等领域,将继续引领未来十年的计算机体系结构领域走向“新的黄金十年”。