邊緣智芯獨(dú)創(chuàng)的XPU產(chǎn)品，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)PCIe芯片的空白。

圖 | 邊緣智芯CTO兼架構(gòu)師 李甫

毫無(wú)疑問(wèn)，當(dāng)下世界正處在數(shù)據(jù)爆炸的時(shí)代。

據(jù)研究機(jī)構(gòu)IDC的預(yù)測(cè)，2015年到2025年期間，全球數(shù)據(jù)將以每年25%的速度增長(zhǎng)。這些數(shù)據(jù)帶動(dòng)了云端計(jì)算和邊緣計(jì)算等市場(chǎng)的興起，同時(shí)拉動(dòng)了數(shù)據(jù)中心的成長(zhǎng)。作為其中最核心的硬件，服務(wù)器需要承擔(dān)龐大的數(shù)據(jù)與算力，與之配套的服務(wù)器芯片也迎來(lái)了快速發(fā)展。

除了我們熟知的CPU與GPU以外，一種名為DPU（數(shù)據(jù)處理單元）的新型芯片在近些年頻頻出現(xiàn)在芯片行業(yè)巨頭的新聞里。

該概念最早由硅谷創(chuàng)業(yè)公司Fungible提出，在英偉達(dá)收購(gòu)網(wǎng)絡(luò)解決方案廠商Mellanox后被重新包裝定義，隨后DPU的概念一炮而紅。此后英特爾、AMD等頭部芯片企業(yè)紛紛跟進(jìn)，搶下全球絕大多數(shù)市場(chǎng)份額。

事實(shí)上，在數(shù)據(jù)中心的變革浪潮下， 各種全新互聯(lián)技術(shù)層出不窮，這給一些初創(chuàng)企業(yè)創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。身為“年輕玩家”的合肥邊緣智芯科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“邊緣智芯”）正是看中這個(gè)賽道的機(jī)遇。

圖 | 數(shù)據(jù)中心常見(jiàn)互聯(lián)技術(shù)

邊緣智芯CTO兼架構(gòu)師李甫告訴鎂客網(wǎng)：“隨著新基建的開(kāi)展，中國(guó)在數(shù)據(jù)芯片上有非常大的需求量。邊緣智芯作為一家本土公司，占據(jù)著供應(yīng)鏈的優(yōu)勢(shì)。”

低成本、低功耗，XPU優(yōu)勢(shì)盡顯

從功能上來(lái)看，獨(dú)立的DPU集成了高性能網(wǎng)絡(luò)接口，可以高速解析并處理數(shù)據(jù)，最后高效地將數(shù)據(jù)傳輸?shù)紾PU、CPU和其他相關(guān)硬件。得益于該硬件，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)場(chǎng)景下的CPU和GPU得到了解放，提高了服務(wù)器的算力效率。

但現(xiàn)有的DPU在技術(shù)和架構(gòu)工藝上有非常高的要求。例如英偉達(dá)最新一代BlueFleid-3，采用了7nm先進(jìn)制程工藝，雖有了算力的保障，但付出了成本的代價(jià)，單顆價(jià)格高達(dá)近300美元。對(duì)于普通數(shù)據(jù)中心來(lái)說(shuō)，服務(wù)器成本無(wú)疑是一筆沉重負(fù)擔(dān)。

邊緣智芯從成本和功耗入手，保留了DPU的特色，設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)一款全新架構(gòu)的數(shù)據(jù)芯片“XPU”。

李甫告訴鎂客網(wǎng)，這里是“X”專(zhuān)指switch，即代表“交換”的意思。數(shù)據(jù)通過(guò)該芯片可以流入CPU、GPU、內(nèi)存等多種設(shè)備。如果將CPU類(lèi)比作人的大腦，GPU和內(nèi)存等硬件類(lèi)比成人的四肢手腳，那么XPU就是協(xié)同大腦與四肢的“小腦”。

圖 | XPU工作示意圖

“就類(lèi)似科幻電影里的腦機(jī)互聯(lián)一樣，人們無(wú)需額外購(gòu)買(mǎi)手機(jī)即可實(shí)現(xiàn)通話。”李甫用一個(gè)形象的例子解釋了交換芯片的優(yōu)點(diǎn)。

從介紹來(lái)看，XPU與DPU似乎并無(wú)區(qū)別，但李甫告訴鎂客網(wǎng)，XPU的亮點(diǎn)即采用了PCIe Switch芯片技術(shù)，數(shù)據(jù)可以直接通過(guò)XPU傳輸?shù)街付ǖ脑O(shè)備中，突出了低延遲的亮點(diǎn)。

相比之下，部分DPU采用的以太網(wǎng)技術(shù)路線還需配備光模塊等多款網(wǎng)絡(luò)芯片，這樣不同服務(wù)器之前才能實(shí)現(xiàn)通訊。正如前文說(shuō)是，使用以太網(wǎng)技術(shù)的DPU雖在業(yè)務(wù)處理能力上更高一籌，但功耗和成本不可忽視。

據(jù)了解，目前邊緣智芯的第一款低功耗XPU X100芯片已經(jīng)進(jìn)入量產(chǎn)階段，并已用于通訊行業(yè)、邊緣計(jì)算、智慧工廠等領(lǐng)域。值得一提的是，該芯片可謂成績(jī)斐然，不僅是國(guó)內(nèi)第一顆PCIe交換芯片，同時(shí)也是目前實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的第一款支持雙協(xié)議的芯片，即可以起到PCIe Switch數(shù)據(jù)芯片的功能，又可以實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)芯片的功能。

李甫告訴鎂客網(wǎng)，目前國(guó)際上只有少數(shù)幾家具備PCIe Switch芯片技術(shù)的公司，亞洲范圍內(nèi)只有中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的上市公司Asmedia具備研究能力。邊緣智芯在XPU上的突破彌補(bǔ)了內(nèi)地在PCIe芯片上的空白，期待在1-3年后躋身國(guó)內(nèi)一流廠家。

PCIe，“大一統(tǒng)”技術(shù)

在對(duì)產(chǎn)品的介紹中，李甫多次提到了“PCIe技術(shù)”。

如果仔細(xì)留意，在我們身邊會(huì)時(shí)不時(shí)出現(xiàn)這個(gè)名詞，從PC主機(jī)內(nèi)部的“PCIe 插槽”、到內(nèi)存、處理器、智能汽車(chē)，“PCIe”的身影無(wú)處不在。不過(guò)令人驚訝的是，中國(guó)企業(yè)在PCIe領(lǐng)域發(fā)展尚處在起步階段。

圖 | 主板上的PCIe插槽

回答該問(wèn)題前，李甫先簡(jiǎn)單梳理了PCIe技術(shù)的發(fā)展歷程：在PCIe的誕生之前，市場(chǎng)上的總線技術(shù)處在混亂發(fā)展階段。從最早的PCI，到后來(lái)的AGP總線再到PCI的“更新版技術(shù)”PCI-X，各家廠商的產(chǎn)品會(huì)根據(jù)硬件的不同選擇相應(yīng)的總線技術(shù)，但不同技術(shù)間的互聯(lián)無(wú)疑是一場(chǎng)“噩夢(mèng)”。

直到2004年，一群英特爾工程師成立了Arapaho工作組并開(kāi)始制定新標(biāo)準(zhǔn)，最終確定為PCI Express（PCIe），這種高速傳輸速率的串行總線技術(shù)迅速實(shí)現(xiàn)了廠商之間的大一統(tǒng)，并以?xún)扇甑牡俣冗M(jìn)行更新，目前主流的是PCIe 4.0標(biāo)準(zhǔn)，但PCIe 6.0標(biāo)準(zhǔn)同樣離我們不遠(yuǎn)。

正是有了PCIe協(xié)議，不同硬件設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)了高速連接，例如GPU、固態(tài)硬盤(pán)SSD，甚至CPU，都只需一顆PCIe芯片即可完全連接，無(wú)需經(jīng)過(guò)其他硬件。

邊緣智芯將這種解決方案稱(chēng)之“PCIe Net”,一顆芯片可以替代多顆芯片，相比之下XPU的成本只需DPU的1/10，同時(shí)性能毫不打折。

圖 |PCIe Net與其他技術(shù)對(duì)比圖

那么XPU可以看作DPU的替代品嗎？李甫回答道：“這是兩個(gè)市場(chǎng)定位不同的產(chǎn)品。目前邊緣智芯主打邊緣計(jì)算的PCIe 2.0及PCIe 3.0的市場(chǎng)，這種技術(shù)路線相對(duì)穩(wěn)妥，同時(shí)我們認(rèn)為邊緣計(jì)算這種基站行業(yè)使用的低速及中速設(shè)備的需求量遠(yuǎn)比比高速設(shè)備要多。”

緊接著李甫補(bǔ)充道：“在以GPU計(jì)算、超算為核心的高速設(shè)備上，對(duì)于PCIe總線技術(shù)的要求非常高，即使采用最新的PCIe 6.0標(biāo)準(zhǔn)仍略顯吃力，因此大算力的英偉達(dá)產(chǎn)品非常具備優(yōu)勢(shì)；而在以存儲(chǔ)為主導(dǎo)上的低速設(shè)備上，使用老舊的PCIe 2.0標(biāo)準(zhǔn)仍綽綽有余。”

從李甫的回答我們可以看出來(lái)，PCIe是一個(gè)非常具有“想象力”的技術(shù)，只可惜當(dāng)前缺少了“中國(guó)聲音”。

完成國(guó)產(chǎn)化后，構(gòu)建芯片行業(yè)的“中國(guó)力量”

從2020年落地合肥，到產(chǎn)品正式量產(chǎn)，邊緣智芯的成長(zhǎng)令人驚嘆。

對(duì)此李甫表示：邊緣智芯并不是一家從0到1的公司，在成立之初就有豐富的技術(shù)儲(chǔ)備，得到了國(guó)際巨頭的支持。也正因如此，邊緣智芯短時(shí)間內(nèi)即完成了PCIe芯片的完全國(guó)產(chǎn)化，“下一步，便是結(jié)合中國(guó)本土的生態(tài)，讓產(chǎn)品做到更具中國(guó)特色。”

回到前面提到的話題，中國(guó)企業(yè)在PCIe領(lǐng)域發(fā)展尚處在起步階段。李甫解釋道，中國(guó)過(guò)去積累了很大一部分擅長(zhǎng)以太網(wǎng)技術(shù)的人員，但從事PCIe的人才非常少，因此國(guó)內(nèi)企業(yè)在理論體系上非常欠缺。“因此邊緣智芯希望在PCIe技術(shù)上有所成就，而不僅僅滿足于實(shí)現(xiàn)芯片的國(guó)產(chǎn)化。”

結(jié)合多年Cisco和華為的工作經(jīng)驗(yàn)，李甫積累了芯片、協(xié)議、架構(gòu)等項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)積累，同時(shí)對(duì)于國(guó)產(chǎn)芯片多了一份獨(dú)特理解。他告訴鎂客網(wǎng)：“中國(guó)在芯片上的需求量是非常的高，芯片的發(fā)展原則上是應(yīng)該跟著需求走。”

圖 | PCIe廣闊市場(chǎng)

除了開(kāi)頭提到的數(shù)據(jù)中心，中國(guó)是世界上最大的5G市場(chǎng)，5G基站項(xiàng)目占到全球近7成份額，這些基站同樣需要龐大的邊緣計(jì)算需求，這就給國(guó)產(chǎn)芯片成長(zhǎng)的機(jī)會(huì)。

相對(duì)而言，本土廠商在地理位置上更接近需求地，保障了供應(yīng)鏈的安全，同時(shí)這些需求會(huì)促進(jìn)了企業(yè)的成長(zhǎng)，兩者達(dá)成了相輔相成的狀態(tài)。

在談及邊緣智芯未來(lái)的發(fā)展規(guī)劃時(shí)，李甫告訴鎂客網(wǎng)，未來(lái)會(huì)在實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈本土化的情況下，將邊緣智芯的產(chǎn)品推向全球，在PCIe技術(shù)路線上貢獻(xiàn)出“中國(guó)力量”，留下屬于中國(guó)企業(yè)的話語(yǔ)權(quán)。

據(jù)了解，邊緣智芯在去年8月完成了數(shù)千萬(wàn)元A輪投資，由合肥產(chǎn)投領(lǐng)投。本輪資金主要用于布局全球知識(shí)產(chǎn)權(quán)、團(tuán)隊(duì)建設(shè)、以及PCIe數(shù)據(jù)芯片解決方案研發(fā)。而公司下一輪融資也在有序推進(jìn)中。

毫無(wú)疑問(wèn)，在國(guó)產(chǎn)芯片的賽道上，邊緣智芯用產(chǎn)品與技術(shù)展示出中國(guó)企業(yè)的技術(shù)實(shí)力，未來(lái)鎂客網(wǎng)也會(huì)持續(xù)關(guān)注這家初創(chuàng)企業(yè)。

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