作為Thinker系列芯片的締造者，清微智能的最終目標是要將不同于傳統(tǒng)馮·諾依曼架構(gòu)的可重構(gòu)技術(shù)（CGRA）推向通用芯片架構(gòu)的頂峰。

隨著制程改進開始在延續(xù)摩爾定律的“生命”上感到吃力，業(yè)內(nèi)普遍認為半導體行業(yè)發(fā)展進入瓶頸期，急需新技術(shù)的呼聲也愈來愈高。其中，架構(gòu)創(chuàng)新被認為是未來計算機芯片發(fā)展的必然趨勢，可重構(gòu)技術(shù)被推上了風口。

在國內(nèi)，因為在十多年前就敏銳察覺到芯片發(fā)展的技術(shù)走勢，被稱為“中國芯片技術(shù)領頭人”的清華微電子所所長魏少軍一直積極布局新的技術(shù)架構(gòu)，可以說是整個可重構(gòu)技術(shù)的推動者。

在魏少軍的帶領下，清華大學微電子所有著一支在該技術(shù)積累上最為深厚的團隊，也就是赫赫有名的Thinker芯片“締造者們”。如今，隨著技術(shù)研究的成熟與市場需求的驅(qū)動，這支團隊終于開始了自己的商業(yè)化之路，于去年7月成立北京清微智能科技有限公司。

可重構(gòu)技術(shù)的商用化嘗試

說起可重構(gòu)技術(shù)，它并非一項全新的技術(shù)。在上世紀60年代末，加利福尼亞大學的Geraid Estrin首次提出重構(gòu)計算，后過去二十余年，Xilinx才基于它的原型系統(tǒng)推出該技術(shù)的重要分支——FPGA架構(gòu)，它的首次商用也正式開啟現(xiàn)代重構(gòu)計算技術(shù)。

但后來因為馮·諾依曼架構(gòu)對產(chǎn)業(yè)的“全方位滲透”，F(xiàn)PGA始終徘徊在CPU之外的邊緣地帶，在學術(shù)研究領域，它也一直是相對冷門的項目。

如今隨著AI對功耗和算力需求的增長，以及摩爾定律無法維繼的現(xiàn)狀，GPU等專用芯片開始蓬勃發(fā)展，其碎片化帶來的成本問題也再次讓可重構(gòu)技術(shù)走上了歷史的舞臺，成為AI處理器商用化發(fā)展的熱點方向。

專注于可重構(gòu)技術(shù)的研究，清微智能的發(fā)展也與技術(shù)本身的市場走勢息息相關(guān)。

提及公司成立的緣由，它的創(chuàng)始人兼CEO王博回憶說，“早前我在做一款智能門鎖產(chǎn)品，其中需要一顆兼具低功耗和較高算力的AI芯片，但在市面上卻怎么也找不到，機緣之下，知道清華微所在做的這個技術(shù)，經(jīng)過多次深入交流，了解到可重構(gòu)計算芯片在能效比上的優(yōu)異表現(xiàn)，同時，也意識到這個市場是有著廣泛的需求空間的，因而才最終決定成立公司將技術(shù)產(chǎn)品化。”

如王博所言，是“產(chǎn)品的需求催生了芯片的需求，而芯片的需求則促使了公司的成立”。某種程度上，清微智能的成立更像是可重構(gòu)技術(shù)的商用化嘗試。

圖 | 清微智能CEO兼創(chuàng)始人 王博

市場驅(qū)動架構(gòu)創(chuàng)新，從端到云逐步滲透

誠然，市場衍生出的需求讓可重構(gòu)技術(shù)得以施展拳腳。但是在產(chǎn)品功能實現(xiàn)上，這項技術(shù)是不是能夠被廣泛使用？步入商用化發(fā)展，可重構(gòu)技術(shù)怎樣找尋到自己獨有的發(fā)展軌跡？這都是清微智能當下需要思考的問題。

在不斷的研發(fā)和嘗試過后，王博介紹說，可重構(gòu)計算技術(shù)已經(jīng)展現(xiàn)了其明顯的優(yōu)勢：超高能效比、強大的靈活性和可擴展性。

借助清微智能在語音和視覺場景的探索案例，王博解釋道，“我所說的高能耗比，它不僅僅意味著在現(xiàn)有語音芯片的應用場景下，我們的產(chǎn)品比別人的芯片能耗低一些，而是說在無線耳機、智能門鎖和安防攝像頭等對功耗極其敏感、算力需求也比較高的場景下，我們的芯片也可以擴展并應用到里面。”

他進一步補充說，“以目前已經(jīng)量產(chǎn)的TX210語音芯片為例，市面上大多數(shù)做語音喚醒的芯片，其功耗都在50mw、100mw甚至更高，我們的芯片則基本上可以控制在2mw以內(nèi)。”

據(jù)王博介紹，因為可重構(gòu)技術(shù)本身的軟硬件可編程等特性，它能夠快速適應現(xiàn)在高速迭代的算法，如深度學習算法，因此具有很強的靈活性；而可重構(gòu)技術(shù)憑借其優(yōu)越的可擴展性，可以實現(xiàn)從底端傳感器到云端服務器計算需求的全面覆蓋。

目前，因為嗅到了端側(cè)芯片市場的需求，清微智能將精力主要放在視覺和語音兩大場景下的智能終端市場。但是不同于一般芯片供應商將目光局限在智能音箱等細分市場上，得益于可重構(gòu)技術(shù)，清微智能從一開始就可以將芯片輕松應用至手機、藍牙耳機等容量比較大的市場之中。

“隨著可重構(gòu)技術(shù)的不斷優(yōu)化迭代，我們的產(chǎn)品也會從端側(cè)不斷滲透到云側(cè)。比如最底層的智能麥克風、智能傳感器中的芯片，比較中端的語音識別等領域，未來我們還會逐步將架構(gòu)擴展到安防、自動駕駛等邊緣計算領域，最終我們會進入云端的推理市場。”

替代傳統(tǒng)架構(gòu)，目標逼近通用計算

基于可重構(gòu)技術(shù)在硬件可編程、通用計算等方面的技術(shù)優(yōu)勢，清微智能可以大展拳腳的地方很多，因此循著端—邊緣—云應用需求將其逐步融入至各類產(chǎn)品之中也是合理的選擇。

但是王博表示：“現(xiàn)在所有的產(chǎn)品形態(tài)都不是可重構(gòu)技術(shù)的終極形態(tài)。其實，在對可重構(gòu)計算不斷研究的這二十年，學術(shù)領域?qū)@項技術(shù)的定位十分明確：替代傳統(tǒng)的馮諾依曼架構(gòu)，在這一點上是沒有什么妥協(xié)的。”

作為一項底層的技術(shù)，在王博的預想中，可重構(gòu)技術(shù)如果能達到完全的商用，每隔一段時間芯片產(chǎn)品性能提升一倍還可能再現(xiàn)。

但是在通往這一預想的道路上，軟件生態(tài)的搭建是橫亙在清微智能眼前的大難題。王博分析指出：無論是軟件、工具還是生態(tài)，可重構(gòu)技術(shù)都還處于剛剛起步的階段。

“因此在研發(fā)芯片的同時，我們也已經(jīng)在做編譯、開發(fā)環(huán)境等生態(tài)鏈上的這些東西。”

配合技術(shù)每18個月迭代一次的技術(shù)發(fā)展節(jié)奏，清微智能有著清晰的研發(fā)節(jié)奏，它將從相對專一的智能化加速做起，逐步將其功能增強，如替代傳統(tǒng)DSP，最后再去做出替代通用CPU的產(chǎn)品。

最后

因為對技術(shù)的深入研究和積累，清微智能研究團隊在實現(xiàn)通用計算目標的過程中是堅定不移的，而在市場需求的驅(qū)動下，可重構(gòu)技術(shù)的商用化之路也變得愈加寬闊。

縱觀整個市場，王博指出現(xiàn)在的芯片研發(fā)大廠（如賽靈思、英特爾）也在做融合了可重構(gòu)技術(shù)的芯片產(chǎn)品，“在某種程度上，他們也是在豐富可重構(gòu)架構(gòu)的生態(tài)?？梢哉f，巨頭的加入從另一個側(cè)面證明了可重構(gòu)技術(shù)的市場前景。”

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