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ARM中国前首席运营官加入国内新创EDA公司,打破同质化现状

 山蟹居 2023-06-16 发布于上海

曾担任 ARM 中国首席运营官的汪达钧(Bill Wang),已于今年 5 月正式履新芯易荟,出任 CEO 一职。在加入 ARM 中国之前,汪达钧在芯原股份任职 14 年之久,作为北美地区总经理他参与并且见证了国内最大的芯片设计服务和 IP 公司从 20 人的创始规模壮大到 800 人。芯原股份于 2020 年成功上市。

作为一家立足于中国,专注提供新一代 IC 设计工具的电子设计自动化(Electronic Design Automation,EDA)公司,芯易荟由芯片行业的老兵、在 EDA 领域深耕三十年并有多次创业经历的汪人瑞,在 2021 年 12 月创立。

在汪达钧看来,他选择加入芯易荟,正是因为看到其给整个芯片行业带来的创新。


“现在芯片行业存在一个问题,那就是同质化的设计特别多。大家都使用过去二三十年未曾改变过的设计方法,用同样的业界标准 IP 就很难设计出一个具有差异化的芯片。在大数据时代,如果能够通过工具来快速定制运算密集型的处理器,就能将差异化发挥到极致,帮助企业建立自主可控的核心技术壁垒,这会对中国芯片行业的发展产生一个很大的影响。”汪达钧表示。

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图丨汪达钧(来源:资料图)

据介绍,该公司致力于推动全新的芯片设计方法学,希望基于自主研发的一站式软硬件协同设计平台和生成工具,通过工具提供差异化 IP 定制服务,来为客户创造竞争优势,同时以数量级优势帮助客户缩短芯片设计的开发周期。


不久前,芯易荟已经推出了其自研的首款产品 FARMStudio,即以 C 语言描述,基于 RISC-V 基础指令集的专用处理器生成工具。


汪人瑞表示:“FARMStudio 将软件、硬件和算法工程师融合到同一个开发环境里,使芯片设计不再单单是硬件工程师能够参与的过程。”

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图丨汪人瑞(来源:资料图)

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让跨界融合成为公司的核心竞争力

将硬件、软件和算法这三个传统上分立的先进技术,融合为一种连贯和高效的设计方法和工具,是芯易荟的核心技术创新,也是 FARMStudio 这个产品的主要突破。


“在工具层面能帮助用户采用简单的描述,在硬件层面能高效实现,在软件工具层面能够把应用直接映射到硬件来优化,这三者缺一不可。我觉得这就是我们推出 FARMStudio 这个工具的实质含义。”汪人瑞表示。


但要想实现这种技术创新,必须落实好跨界融合,也就是将硬件、软件和架构领域的高尖端人才汇聚到一起,共同解决目前芯片行业面临的问题和挑战。


汪人瑞说:“我们想要解决的是这样一个问题,即未来芯片的组成部分会发生什么变化,以及我们应该如何参与到其中。”


“跨界融合说起来容易,做起来非常难。因为这需要把来自不同领域的工程师结合在一起,让他们各自发挥自己的聪明才智,实现'1+1>2’的效果,进而为产品做出贡献。与此同时,这对工程师们来说也是一个新的体验和挑战。从这方面看,我觉得芯易荟做得很成功,能够在不到一年半时间就把这么复杂的一款产品落地。”汪达钧表示。


在此基础上,谈及未来个人对公司的管理计划,汪达钧也表示将从以下几个方面发力。


首先,确保公司按时推出下一阶段的产品,更好地服务客户。


其次,继续降低产品的使用门槛,进一步扩大客户群。


同时,不断提高公司的核心竞争力,带领团队更好地进行跨界融合,持续实现软硬件融合的技术创新。

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以 C 语言在指令集层面描述处理器

如今,芯片被誉为科技领域“皇冠上的明珠”,几乎所有智能设备,都离不开它的存在。而它在诞生之前,则需要经过芯片设计和芯片制造两个阶段。


就芯片设计而言,过去几十年来,芯片系统的复杂度呈指数级增长,但是现有的芯片设计方法学和工具却未曾实现突破性进展,导致芯片设计面临着成本高、周期长、风险大等问题。这是摩尔定律带给行业的挑战。


在此发展背景下,亟需对芯片的设计方法和设计工具进行革新升级。


目前,除了 CPU 这类通用处理器,市场上被广泛使用的各式各样专用处理器,如 GPU、DPU、NPU 等,都是通过定制化来为它们面向的应用领域提供具有 PPA 优势的运算平台。

不过,目前要想设计出符合 PPA(Performance、Power、Area,性能、功耗、面积)要求标准的专用处理器,必须采用手工定制化的设计方法,经历复杂繁多的工作步骤。

如果能够顺应市场趋势,将芯片最小的设计单元,从逻辑层提高到可编程的定制处理器上,就能帮助使用者多快好省地设计出有差异化的芯片,还有利于克服摩尔定律给芯片行业带来的挑战。


这正是芯易荟产品 FARMStudio 的主要技术创新。


作为一个基于 C/C++ 的软硬件协同设计平台,FARMStudio 可以描述一个完整的定制处理器。这与现在市场上的定制化处理器解决方案不同,后者需要将供应商专有的指令集架构描述语言作为输入手段,而使用者也必须具备处理器微架构的专业知识、设计和验证能力。


具体来说,FARMStudio 采用高级编程语言 C 语言,来描述一个处理器所需要的指令集。通过这个指令集,其内部会产生一个图灵机(处理器)的模型,再根据该模型自动生成处理器的硬件和软件工具链。


值得一提的是,整个生成过程十分简短,与使用传统方法定制处理器需要花费几个月时间相比,该工具只需 10 分钟级别就能完成生成。

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(来源:资料图)

那么,使用 C 语言在指令集层面描述处理器的优势都有哪些呢?


首先,C 是所有高级编程语言中最普遍的一种,也是最接近指令集的一种,通过它能够很容易地掌握硬件的特性。


其次,芯片设计通常都是嵌入式设计,而 C 是嵌入式设计中最常用的一种语言。


最重要的是,用 C 语言作为输入的方法,意味着传统的软件和算法工程师,也可以参与到芯片设计中,极大地降低该工具的使用门槛。同时,也拓宽了芯片设计的赛道,有助于各行各业传统的系统和算法厂商,低成本、高效率地设计出具有差异化的产品。


据了解,C 语言只是芯易荟开发 FARMStudio 的起步选择,以后还可能采用更为高级的语言进行设计。

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基于 RISC-V 基础指令集架构

作为一种开源基础指令集架构,RISC-V 迄今拥有四十多年的发展历史,已经非常成熟,并已形成自己的生态环境。并且,由于 RISC-V 成本低、灵活度高,也有利于创新的实现。

目前,基于 RISC-V 的公司和产品正在飞速增长,使用范围横跨整个数字芯片运用行业,包括通信、计算机视觉、互联网、人工智能、音视频等。在 RISC-V 上面配置专用指令,已经成为芯片行业的首选方案。

基于此,FARMStudio 采用 RISC-V 开源指令集架构,可实现处理器定制空间的最大化。这不仅能够帮助更多的使用者,以最低成本完成定制化和差异化设计,给其所开发的产品带来竞争优势。与此同时,也能很好地保护客户产品的核心知识产权。

不过,需要说明的是,该工具并没有排他性,除 RISC-V 架构之外,未来也可以支持 ARM、X86 等架构。

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广泛用于智能驾驶、视频处理等运算密集型应用

从上述特性可以看出,FARMStudio 并非是专为某一行业开发的工具。其具备很强的通用性,适合用于密集计算和复杂数据处理的应用场景,比如,视频处理、智能驾驶、人工智能、传统数字信号处理等领域的处理器解决方案。


该工具为工程师提供能够自由探索计算架构的设计空间,帮助其在短时间内完成算法探索、加速、实现和验证的全流程,并能够优化 PPA 标准,快速收敛至最佳设计。


此外,FARMStudio 内嵌特定领域架构(domain specific architecture,DSA)设计范式,应用场景丰富,在突破传统处理器能效上限的同时,还能以更低的成本适应算法与产品的持续迭代。


在汪人瑞看来,FARMStudio 代表的芯片设计方法学,是下一代芯片设计师、系统设计师和算法工程师必须具备的技能,因此其希望能够充分降低产品的使用门槛,推动更多使用者参与应用。

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