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九天睿芯首款視覺應(yīng)用的感存算一體新型架構(gòu)計算芯片流片成功,可同時支持基于幀的相機和事件相機的處理

21克888 ? 來源:電子發(fā)燒友網(wǎng) ? 作者:綜合報道 ? 2021-09-27 21:41 ? 次閱讀
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早在1992年,中國工程院院士許居衍便預測,2014-2017年,人類將進入硅技術(shù)生命曲線上的拐點,即將進入“后摩爾時代”?,F(xiàn)有馮諾依曼計算系統(tǒng)采用存儲和運算分離的架構(gòu),存在“存儲墻”與“功耗墻”瓶頸,嚴重制約了系統(tǒng)算力和能效的提升。人工智能的發(fā)展已經(jīng)被算力不足,能效過低所約束和限制。
早年興起的AR/VR,也因為受限于算力,并未能完全打開市場。今年來全球頂尖大廠又開始開重視AR,繼2014年臉書重金收購oculus,今年8月底字節(jié)重金收購pico。未來十年,互聯(lián)網(wǎng)巨頭必將在元宇宙這個數(shù)十萬億級的巨大市場展開漫長大戰(zhàn)。而華為,小米,蘋果,百度等,持續(xù)重金投入自動駕駛,國內(nèi)新能源車企的興盛,與海外特斯拉和傳統(tǒng)車企的入局,自動駕駛標配的市場需求及行業(yè)布局已經(jīng)非常明確。而深度學習的高強度運算,使芯片超高溫發(fā)熱,不僅影響芯片的持續(xù)算力穩(wěn)定,也將影響芯片的使用壽命,影響行車安全,更使得未來的新能源汽車難以實現(xiàn)長效續(xù)航。基于精簡控制,算力堆疊和數(shù)據(jù)流優(yōu)化的微架構(gòu)AI芯片創(chuàng)新已經(jīng)難以為繼;基于新器件和新架構(gòu)來開發(fā)新的人工智能芯片就顯得非常必要和急需,這樣新型架構(gòu)AI計算芯片才能滿足日新月異的市場需求。

九天睿芯基于多年在全球領(lǐng)先的視覺領(lǐng)域感存算一體研究學習和實踐積累,并和來自世界頂級圖像傳感器公司的研發(fā)合作和戰(zhàn)略投資,已設(shè)計出可廣泛應(yīng)用于視覺領(lǐng)域的超高能效比(20Tops/W)基于SRAM的感存算一體架構(gòu)芯片ADA20X。這是一款可應(yīng)用于多種視覺場景的模數(shù)混合AI視覺芯片。該芯片存算核心單元已于2021年5月首次流片回片,近日已經(jīng)完成性能驗證。
由于神經(jīng)元僅僅在累積到足夠電荷數(shù)量之后才會激活,因此在大多數(shù)時間處于低功耗的待機狀態(tài),從而大大降低了功耗?;蛘邚牧硪粋€角度上來說,神經(jīng)擬態(tài)芯片僅僅在檢測到有意義的事件后才會進行處理,從而大大降低了能量。所以神經(jīng)擬態(tài)芯片又可以稱為事件驅(qū)動處理”芯片,但純事件驅(qū)動的相機和處理會丟失一些靜態(tài)的高精度信息。而九天睿芯的芯片,可以同時支持高精度的圖像及高時間分辨率的事件處理。

綜合來看,九天睿芯ADA20X具有以下幾大優(yōu)勢和特性:

1、像人腦一樣的存算一體架構(gòu),打破了馮諾依曼存儲計算分離的計算架構(gòu)所造成的“內(nèi)存墻”的系統(tǒng)限制,這是類腦計算的核心突破。
2、高能效比,并且不會因計算任務(wù)的架構(gòu)復雜化而功耗激增。這使得讓計算耗電和散熱兩大難題找到新的解決方向。
3、可同時支持CNN和 Transformer及以SNN代表的類神經(jīng)元計算架構(gòu),在未來AI發(fā)展之路上想象無限。并且具備架構(gòu)靈活,陣列化計算效率不衰減等等優(yōu)點。
4、在輸入形式上,可以同時支持動態(tài)視覺傳感器(aka事件相機)的event輸入,也可以支持傳統(tǒng)相機的圖像輸入。
5、配有基于存內(nèi)計算的ISP,可同時支持事件和圖像的預處理。
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感存算一體架構(gòu)與傳統(tǒng)架構(gòu)對比優(yōu)勢

ADA20X具有高度可定制性,可依據(jù)不同的市場需求,定制不同算力及接口的專用芯片,算力覆蓋從0.3Tops-200Tops,但最低功耗卻可低至μW級別,可以滿足平板電腦、可穿戴、智能家居、AR/VR、電池供電IPC、ADAS等多種不同的視覺應(yīng)用場景。相比傳統(tǒng)數(shù)字AI視覺芯片,純數(shù)字芯片的存內(nèi)計算面積大(運算單元大),數(shù)據(jù)搬運功耗大,而ADA20X則具備數(shù)量級級別優(yōu)勢的超低功耗,是傳統(tǒng)數(shù)字芯片功耗的約1/10, 更可以實現(xiàn)更高的能效比,針對電池供電類設(shè)備等一系列對超低功耗,高能效比的應(yīng)用領(lǐng)域有無與倫比的架構(gòu)先發(fā)技術(shù)優(yōu)勢。比如AR場景中的視頻處理中的手勢識別、眼球跟蹤,高能效比的計算芯片可以極大的提高AR設(shè)備的使用時長,從而提升用戶體驗。這是感存算一體技術(shù),作為后摩爾定律時代一個最為重要的技術(shù)突破方向,首次有實際商用芯片產(chǎn)品落地。
ADA20X實物圖

今年6月九天睿芯也已完成了由韋豪創(chuàng)芯和浦東科創(chuàng)聯(lián)合領(lǐng)投的億元級人民幣的A輪融資,公司首顆量產(chǎn)芯片ADA100獲得國內(nèi)多個戰(zhàn)略級客戶的高度認可。團隊其他核心成員畢業(yè)于瑞士聯(lián)邦理工、新加坡南洋理工大學、清華大學、北京大學、西安電子科技大學、電子科技大學等,并曾就職于華為、IMEC、Qualcomm、Intel、匯頂?shù)?a target="_blank">半導體知名企業(yè),在Neuromorphic Engineering(神經(jīng)擬態(tài)工程)、芯片設(shè)計開發(fā)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及計算架構(gòu)領(lǐng)域研發(fā)經(jīng)驗十數(shù)年。九天睿芯在深圳,上海,成都,瑞士均有研發(fā)中心,也期待更多半導體相關(guān)的海內(nèi)外人才的加入,共同開拓后摩爾時代的新篇章。

Prof Tobi Delbruck, IEEE Fellow, ETH教授,事件相機發(fā)明人,九天睿芯科學顧問,博士畢業(yè)于加州理工神經(jīng)擬態(tài)工程開拓者CarverMead實驗室,Insightness 聯(lián)合創(chuàng)始人(被Sony收購),Inivation聯(lián)合創(chuàng)始人(被三星投資):
It is a great step forwards for Reexen to have silicon for NPU with SRAM based mixed-signal in-memory computing. This field is crowded, but Reexen is one of only a handful that has silicon with this combination of features. Their partnership with such MRAM-capable fab is rare and CEO Liu -- who focused on combined frame and event-based vision processing for her PhD at my group and already has a lot of experience as entrepreneur with a big network of connections -- has assembled a team led by the creative technical strength of CSO Yang, who has rich experience in mixed signal design for neuromorphic sensing and processing . The application of event-based vision and audio sensors needs efficient parallel processors especially for AR/VR. I look forward to seeing what this technology can concretely offer.
九天睿芯已經(jīng)有了視覺應(yīng)用的基于SRAM的模數(shù)混合的存內(nèi)計算芯片,這是個大的里程碑。NPU方向雖然已經(jīng)比較擁擠,但九天睿芯的芯片是少數(shù)不多的能夠?qū)崿F(xiàn)這種性能和同時支持事件及圖像處理的。九天睿芯CEO劉洪杰,博士畢業(yè)于我的實驗室,專注于事件與圖像的融合處理,同時擁有很多人脈資源,聚集了首席科學家楊等帶領(lǐng)的非常有創(chuàng)新能力的團隊,具有豐富的混合信號神經(jīng)擬態(tài)傳感及處理芯片設(shè)計經(jīng)驗。 事件相機和事件語音傳感器的應(yīng)用需要非常高效的并行處理器,尤其是在AR/VR等的應(yīng)用上, 我非常期待這個技術(shù)帶來的影響。

韋豪創(chuàng)合伙人梁龍:
很高興韋豪創(chuàng)芯于2021年領(lǐng)投了由劉洪杰博士創(chuàng)立的九天睿芯的A輪融資,在多次的產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)交流中,充分感受到九天睿芯在感存算一體技術(shù)積累實力和以及扎實的產(chǎn)品創(chuàng)新及落地能力。
韋豪創(chuàng)芯持續(xù)關(guān)注超低功耗解決方案在個人穿戴方向應(yīng)用創(chuàng)新,隨著AR/VR ,電池供電IPC,手表,TWS耳機市場的持續(xù)爆發(fā),如何更好的支撐“always on“ 和長時間待機成為影響用戶體驗的關(guān)鍵功能,九天睿芯的基于SRAM的感存算一體技術(shù)給出了一個很好的路徑,這個路徑在目前的工藝基礎(chǔ)上最具量產(chǎn)性而且可以達到比較高的計算精度和面積功耗效率,我們非常期待相關(guān)產(chǎn)品盡快落地,不斷提高個人穿戴的用戶體驗。

上海韋豪創(chuàng)芯投資管理有限公司專注于泛半導體領(lǐng)域優(yōu)質(zhì)企業(yè)的股權(quán)投資。公司管理團隊具備豐富的硬科技行業(yè)從業(yè)和投資經(jīng)驗,不斷發(fā)現(xiàn)和賦能優(yōu)秀的泛半導體領(lǐng)域高成長企業(yè)。目前公司著力于五大核心投資賽道:超越視覺、汽車半導體、可穿戴設(shè)備、電源及信號鏈以及集成電路制造裝備及材料。

浦東科創(chuàng)海望基金CTO劉子青:
很高興由浦東科創(chuàng)設(shè)立的私募基金,海望知識產(chǎn)權(quán)股權(quán)投資基金于2021年和韋豪共同領(lǐng)投了劉洪杰博士創(chuàng)立的九天睿芯的A輪融資,浦東科創(chuàng)浦東科創(chuàng)集團一直聚焦產(chǎn)業(yè)鏈最上游、價值鏈最高端和技術(shù)體系的最底層,深耕具有知識產(chǎn)權(quán)、壁壘足夠高、難以模仿和復制的關(guān)鍵核心硬科技領(lǐng)域的投資,九天睿芯的感存算一體的技術(shù),作為后摩爾定律時代一個最為重要的技術(shù)方向,非常符合我們浦東科創(chuàng)集團的投資理念。同時我們也注意到,九天睿芯團隊匯聚了一批世界相關(guān)領(lǐng)域頂尖水準的科學家,他們不但具備國際化視野和國際合作經(jīng)驗的同時,也具備豐富的芯片量產(chǎn)經(jīng)驗,公司團隊非常務(wù)實,從輕量級的語音智能信號鏈芯片起步,逐步過渡到更高算力的視覺處理芯片逐步迭代,從而完成感存算一體這個新型技術(shù)架構(gòu)從科研到工業(yè)化應(yīng)用的轉(zhuǎn)換;

浦東科創(chuàng)集團是上海市浦東新區(qū)政府為推進有全球有影響力的科創(chuàng)中心建設(shè),推動高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展出資設(shè)立的、專業(yè)從事創(chuàng)業(yè)投資、科技金融服務(wù)的國有大型企業(yè)集團。公司成立于1999年6月,是中國最早一批由地方政府出資設(shè)立的國有創(chuàng)業(yè)投資機構(gòu)。公司旗下?lián)碛?家市發(fā)改委備案的創(chuàng)投資質(zhì)企業(yè),已陸續(xù)投資了中微、盛美、晶晨、復旦張江、透景生命、奕瑞光、翱捷科技、芯原等一大批有行業(yè)影響力的半導體龍頭企業(yè)、上市公司、獨角獸企業(yè),并參與管理了國家中小企業(yè)發(fā)展基金、上海市集成電路基金、人民浦東文創(chuàng)基金、上海市文化產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金等。集團目前擁有強大的投資生態(tài)圈,廣泛的產(chǎn)業(yè)和政府資源,深厚的投資關(guān)系網(wǎng)絡(luò),與交易所、投行、券商、基金、銀行等有著緊密的合作關(guān)系。構(gòu)建了從投資到退出的全產(chǎn)
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