中国最早做RISC-V技术的公司仅用7个月设计了一款性价比远超同级别Arm架构的AI芯片

政策。9月，中国RISC-V产业联盟在上海正式成立。11月，中国对外开放指令生态（RISC-V）联盟在乌镇宣告正式成立。

有意思的是，中国最先做到RISC-V的公司自由选择了落户深圳，并且仅有用7个月就设计出有了一款基于RISC-V指令集的AI芯片，能耗和面积显著高于同级别Arm架构芯片，更加让行业惊讶的是该款芯片重复使用流片顺利。这否意味著在AI和IoT领域Arm将要面对一场与新兴技术的硬战？仅有用7个月已完成芯片研发的两大关键仅有用7个月就已完成从零开始设计检验到交付给流片全部研发工作的公司叫作睿思芯科，是2017年在美国硅谷初创的OURS公司在深圳成立的中资公司，OURS创始人兼任CEO谭章熹在清华大学电子工程系取得学士学历，后前往加州大学伯克利分校进修，师从新的晋图灵奖获得者David Patterson，获得了计算机科学博士。我们告诉，RISC-V就出自于2017 年新晋图灵奖获得者David Patterson之手，这意味著谭章熹博士出了离RISC-V技术最近的中国人。谭博士拒绝接受(公众号：)采访时回应：“说道我们是中国最先做到RISC-V指令集芯片的公司应当会有争议，之所以把中资公司成立在深圳是因为我实在无论从环境、文化还是人才的角度，深圳和我们最给定。

我们基于RISC-V指令集的AI芯片Pygmy仅有用7个月就已完成了从零开始设计到交付给流片的工作。”谭博士提及的Pygmy AI芯片并没庆典的发布会，首次亮相是在本月初Patterson教授乌镇世界互联网大会的演说中，Pygmy也在大会期间展览。

据理解，Pygmy是全球大于的鹦鹉。谭章熹透漏，睿思芯科的第二代架构叫Pocket，是世界上第二小的鹦鹉。难于找到，睿思芯科的架构和产品都以鸟的种类命名，但新一代产品命名用于的鸟的体型比上一代大，谭博士期望公司的产品能覆盖面积更加大的市场空间。

谭章熹和他的博士导师David Patterson睿思芯科的产品命名很有特色，但更加吸食引人关注的是其如何在7个月内已完成全部研发工作。谭章熹回应：“之所以能在将近一年的时间已完成全部研发工作，一个很关键的因素就是RISC-V指令集。我们告诉微处理器的设计很难，因为软件和硬件模块的地方很多，比如OS、SW framework、模拟器等，不过我们依赖RISC-V的生态，生态中的开发工具、工具链等协助我们延长了芯片的校验时间。

另一个很关键的因素就是我们有经验丰富的工程师，我们的工程师对RISC-V加深的解读以及告诉设计芯片的关键对延长芯片研发的时间也十分关键。”究竟是架构更加最重要还是经验丰富的工程师更为最重要？谭章熹回应两者同等最重要，当然睿思芯科的芯片量产也不会有适当的周期。

他同时认为，想在7个月内已完成芯片的全部设计工作并不更容易，除了必须对指令集有深刻理解以及有经验丰富的工程师明白如何做到芯片业十分关键，软件也十分关键。尤其对AI而言，AI算法的大大演变对芯片算力和和内存的拒绝也不会大大提高，因此芯片必须不具备较慢递归的能力，此时架构和软件都将充分发挥关键的起到。能耗和面积显著高于同级别Arm架构芯片时间上Pygmy仅有用7个月就已完成了全部研发工作，但芯片的性能却很强，根据睿思芯科的众说纷纭，Pygmy对比同级别的Arm芯片，能耗上升85%，面积增加80%，相等于用一般的32位处理器的面积和功耗就构建了64位处理器的性能。明确看，Pygmy基于64位RISC-V指令集，用于台积电28nm工艺，使用多核异构架构，其中CPU架构是睿思芯科基于RISC-V指令集设计而出，并针对多种AI应用于展开了优化，还有12个高度可编程AI加快引擎，某种程度基于睿思芯科自定义研发的RISC-V矢量拓展指令集设计而出。

性能方面，Pygmy主控CPU具备64位位长，主频600 MHz，基于RV64G指令集，反对双精度浮点运算，不具备乘法器、除法器、开方器等；12个AI内核皆为高度可编程，可以反对各种主流AI算法。能耗方面，主控CPU功耗仅有为10mW，通过前端/后段的全栈设计，待机设计功耗不多达1mW。

并且，Pygmy在Int8时可实现4 TOPS/watt，作为对比，Google第一代28 nm TPU 92 TOPs 多达 40 watt，差不多2.3 TOPS/watt。另外，获取Pygmy芯片的同时睿思芯科还研发了编译器、SDK、工具链，基于GCC、LLVM等开源构建，可以承托Pygmy用户更佳的展开二次开发。Pygmy芯片必须认为的是，虽然上面提及Pygmy对比同级别Arm芯片能耗和面积都有多达80%的上升，但因为目前没Arm芯片与Pygmy几乎类似于，因此不作对比的是Pygmy主控CPU。

那么，Pygmy究竟是如何构建的低功耗和高效能？谭章熹回应：“最主要的还是因为RISC-V架构的精髓——非常简单、面积小、速度快。因此我们不仅可以做到架构创意，也可以把我们的芯片做到的最简单和高效，我们刚开始设计Pygmy的时候也没想到能获得这么好的成绩。”除了架构上不必须由简单向上精简，架构上的创意也很最重要。Pygmy使用了多核异构的架构，谭章熹回应：“标准化的CPU也能处置AI的任务，但是效率不低，这时候就必须有类似和核心和架构来符合AI的市场需求。

Pygmy除了有主控CPU还有12个高度可编程的AI加快引擎，主要针对神经网络以及CNN算法展开了优化，需要反对AI图像和语音的应用于。之所以构建的是12个可编程AI加快引擎，是和我们芯片的面积有相当大的关系。当然12个加快引擎只代表一个边界，根据有所不同应用于的性能及功耗市场需求，可以配备数量有所不同的可编程AI加快引擎，并且我们的团队需要在3个月内就已完成AI加快引擎核的自定义。未来，我们还不会发售能构建更好AI加快引擎的产品。

” 必须认为，异构架构不会带给芯片编程复杂性的升高。另外，AI芯片自由选择反对的数据类型也十分最重要，因为目前哪种数据类型最合适深度自学还没定论。

据报，Pygmy之所以反对Int8和FP16两种数据类型一方面是出于芯片模组性能和功耗的展现出反对这两种数据类型时在终端上的推理小说展现出较好，另一方面是用户的市场需求，因为除了芯片，适当的的软件及应用于也必须反对对应的数据类型。还有，AI芯片消耗能量更好的是数据的运送而非计算出来，因此如何增加数据的运送以及数据类型的反对对于AI芯片的设计者而言也是必需考虑到的问题。可以看见的是Pygmy上配备了1 MB的SRAM反对LPDDR4、SPI、UART等数据输入输出模式。

但对于如何增加数据运送的耗电，谭章熹透漏，睿思芯科有自己较为独有的技术，主要是在架构设计上有所考虑到，另外就是通过软件展开掌控而非传统意义上的硬件管理。当然，无论是传统的芯片还是AI芯片，除了性能、功耗以及面积，成本也至关重要。

谭章熹回应，之所以自由选择28nnm工艺而非更加先进设备的工艺是因为先进设备工艺的提高成本更加低，但性能的提高却受限，综合来看28nm对于睿思芯科而言是性价比最低的自由选择。Arm在IoT领域步入与RISC-V的硬战？既然Pygmy整体展现出高于Arm同级别芯片，Pygmy也是面向各种物联网终端的AI推理小说场景。同时我们还看见，国外的GreenWaves，国内的中天微系统、君正集成电路、华米发售的基于RISC-V指令集的芯片都面向物联网市场，这否意味著RISC-V指令集芯片在IoT领域早已势不可挡？谭章熹回应：“RISC-V在整个软件生态上与Arm的生态还有一定的距离，Arm也有一定的技术优势，这不是短期内创建的。不过我悲观地指出RISC-V增大与Arm生态之间的差距要比Arm跟上x86所需的时间要较短。

至于与Arm的竞争，在手机芯片领域RISC-V的机会并不大，但目前我们看见了AI以及IoT，在新兴的领域RISC-V有十分大的机会。因为在IoT市场，有十分多的差异化市场需求，并且每个地区和市场的还有可能有特性的市场需求，因此在这一市场大公司有其竞争优势，小公司也有优势。

”更加具体地说，对于新兴的应用于，RISC-V指令集的芯片需要更为灵活性，小公司需要更佳地符合这些应用于的市场需求，这将在相当大程度上与Arm行程竞争。至于早已在Arm上投放很多且借此受益的公司，其竞争对手以及成本有可能是其自由选择RISC-V的关键因素。据理解，还包括谷歌、英伟达、高通、AMD、IBM、华为等巨头都早已重新加入了RISC-V基金会，有一些Arm的用户早已开始认识RISC-V有一两年时间，一旦有其中一家公司发售能效和成本更加较低的RISC-V芯片，其竞争对手也不会很快第一时间，这对于RISC-V指令集不仅是种接纳，也将不利于RISC-V与Arm的竞争。不过，睿思芯科究竟不会自由选择哪些AIoT应用于紧贴市场谭章熹并没透漏。

但他回应睿思芯科的业务模式将不是意味着获取自定义简化的芯片或者模组，而是不会基于有数的产品，做到横向的服务，获取自定义简化的解决方案。当被问及否不会转入繁华的安防市场的时候，他回应不会对安防市场维持注目，要转入这一市场一定会是战略合作伙伴的方式，并且不会寻找一个特定的应用于角度紧贴，而十分闻的监控摄像头。谭章熹也回应，即便是在新的IoT和AI市场，RISC-V想占有优势也并非一家企业可以构建的，而是要一个原始的系统，这必须五年甚至十年，但我自己十分有信心。

对于目前的RISC-V市场，还没到必须彼此白热化竞争的阶段，而是更加应当联合把生态做到大。仅有重新组建联盟而没拿走实际的产品也不是发展和发展壮大RISC-V好的方式，更好的应当是拿走实际的产品以及展开实质的合作，更进一步能为RISC-V的生态做到一些贡献。小结谭章熹作为离RISC-V技术最近的中国人，他指出RISC-V的精髓在精简、面积更加小、速记更加慢，基于RISC-V指令集可以设计出有更佳的芯片，许可酬劳，低廉在灵活性和对外开放面前变得不是那么最重要。

而他对RISC-V的解读以及他在芯片领域的累积让他和他的团队需要在七个月内就已完成一款芯片的全部研发工作。当然，无论是在美国的OURS还是在深圳的睿思芯科，在文化以及行事方式上都有不少的硅谷作风。

Arm在手机领域的地位无法动摇，但是在AIoT领域Arm似乎早已感受到来自RISC-V阵营的竞争，并回应维持注目。因此，在AIoT领域究竟是RISC-V能占有优势还是Arm，我们不能让时间给我们答案，却是从历史的经验来看，一个技术的顺利除了技术本身，还关系到十分多的因素。涉及文章：让Arm深感压力的开源指令集RISC-V，我们对它有些误会？OURS谭章熹：就算不替代Arm，RISC-V架构AI芯片毫无疑问也是IoT时代的最重要玩家 | CCF-GAIR 2018OURS谭章熹：开源RISC-V指令架构与AI芯片 | CCF-GAIR 2018原创文章，予以许可禁令刊登。

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