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阿里平头哥芯片的新动向

2019-08-17
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当下,互联网企业向产业链上游的芯片业进军已经成为潮流,中国自然不会例外,特别是以传统的BAT为代表,做芯片的脚步越来越快。在这三家厂商当中,尤以阿里涉及的面最广,程度最深。


前天,业界传出消息,阿里于去年成立的平头哥公司,正在研发一款专用SoC芯片,该芯片将用于新一代阿里云神龙服务器的核心组件MOC卡,以推动下一代云计算技术的升级。


在2018年9月举行的云栖大会上,阿里巴巴集团CTO、达摩院院长张建锋宣布,成立一家自研芯片的全资子公司,取名“平头哥半导体有限公司”,主要发展AliNPU智能芯片和嵌入式芯片,以推进云端一体化的芯片布局。而平头哥是阿里于2018年4月收购的中天微系统有限公司和达摩院自研芯片业务整合而成的。


重点研发三类芯片

在平头哥成立之初,张建锋曾经表示,该公司初期研发的芯片主要包括三类,分别是:人工智能芯片;嵌入式芯片;量子芯片。当时他称这三类芯片在三年内都会陆续推出。


人工智能芯片是基于城市大脑、无人驾驶、智能家居、新零售等业务的需要,重点研发用于云端的AI芯片,重点在推进效能的情况下兼顾功耗和可编程性,达到最优平衡。规划研发三代AliNPU,具体为:V1,是针对视频图像处理的云+端AI推理芯片;V2,是云上AI的训练/推理通用芯片;V3,是针对端上推理应用的定制化AI芯片。实际上,2018年4月,达摩院就曾宣布正在研发一款神经网络芯片AliNPU,该芯片将运用于图像视频分析、机器学习等AI推理计算。


嵌入式芯片方面,基于中天微的自主嵌入式CPU IP核,研发边缘芯片架构及配套的基础软件,灵活定制满足个性化需求的IoT芯片,并联合产业链合作伙伴,共同打造生态系统。


此外,量子计算也是达摩院的重要研究方向之一。2018年5月,“太章”成为了全球首个 81 比特随机量子电路模拟器。


基于以上三类芯片的研发方向,此次,传出平头哥正在研发一款专用SoC芯片的消息,且用于新一代阿里云神龙服务器,可以初步判断,该芯片就是用于云端的人工智能芯片,也就是AliNPU的一个产品系列。


2018年5月,阿里云自研的弹性计算技术架构“神龙(X-Dragon)”首次曝光,这种新型的计算架构打破了过去物理机和虚拟机的隔阂,既保留了物理机的性能优势和硬件级隔离,又具备虚拟机的弹性资源、分钟级交付、全自动运维的优势。


据悉,阿里云研发团队自研了“X-Dragon虚拟化芯片”,“ X-Dragon Hypervisor系统软件”、以及“X-Dragon服务器硬件架构”,这三部分组成了今天的神龙架构。其中,X-Dragon虚拟化芯片在芯片层解决了虚拟机和物理机体系结果不一致的问题,让二者能够在系统软件层面保持100%兼容。


此外,传统的Hypervisor(Xen,KVM等)完全是通过软件形式实现的,神龙的一大创新在于融合了系统软件和芯片的能力,不仅可以支持x86架构芯片,还可以支持Arm、Power以及国产CPU架构。这种优势让神龙架构可以无缝联入传统的云基础设施,保持产品和使用体验的一致。


据悉,MOC卡是神龙服务器的灵魂。基于MOC卡的神龙服务器可以分钟级创建100%物理机性能和功能。


而在发展“嵌入式芯片”方面,今年7月25日,平头哥发布了其首款处理器玄铁910(XuanTie910)。玄铁910基于RSIC-V开源架构开发,其核心针对高性能计算,主要以IP核的形式对外授权。该芯片单位性能7.1 Coremark/MHz,主频在12nm工艺下达到了2.5GHz。面向AIoT。


那么,下一步,估计平头哥就要推量子芯片了,这应该也是难度最大的,不过。张建锋去年曾经表示,要在三年内做出量子芯片。


早在2015年,阿里旗下的阿里云就与中科院共同成立了量子计算实验室,并于2017年5月宣布造出第一台光量子计算机,实现了10量子比特。2017年10月,世界知名量子计算科学家、密西根大学终身教授施尧耘入职阿里,担任首席量子科学家。


目前,各家从事量子计算研发的企业和科研机构,十分注重量子计算生态圈的打造。量子计算机普遍以云的方式输出算力。这样做的好处是:一、方便吸引用户打造生态圈;二、这种方式可能是将来的主要应用模式,因为量子计算机在早期即便商业化,也不可能像经典计算机一样大批量制造。


阿里芯片的早期布局


阿里开拓芯片市场已经有很长时间,在收购中天微之前的2015年,阿里便与后者开始了深度合作,面向物联网各细分领域开发云芯片(Yun on Chip)架构。2016年1月,阿里入股中天微,成为其第一大股东。


2017年6月,阿里又向中天微注资大笔资金,正式跨入芯片基础架构设计领域。而后者作为阿里云最早进入物联网合作伙伴计划的成员,推进了IoT芯片通过阿里云 link market在终端的大规模应用,从而加强了阿里在IoT端侧的核心能力。


在AI芯片方面,“不差钱”的阿里巴巴,在全球狂挖各种AI科学家,研发各种可与阿里现有业务场景结合的AI产品,重金投资AI创业公司,尤其是独角兽公司,这已经成为阿里布局人工智能的一个重要方式。


阿里达摩院成立之初就组建了芯片技术团队,进行AI芯片的自主研发。此外,软件算法的积累是阿里的一个优势,其自主研发的AliNPU,正是基于阿里机器智能技术实验室等团队在AI领域积累的大量算法模型优势,根据AI算法模型设计微结构以及指令集,以最小成本实现最大量的AI模型算法运算。


过去几年,阿里还投资了多家芯片公司,例如寒武纪、Barefoot Networks(后被英特尔收购)、深鉴科技(已经被赛灵思收购)、耐能(Kneron)、翱捷科技(ASR)等,其中,除了ASR和Barefoot,都是做AI的。


就阿里投资的这些芯片公司来说,其产品应用场景各有不同:寒武纪既有服务器端业务,手机也是重点,ASR的重点在智能终端,Barefoot主攻网络通信,深鉴科技主要聚焦于安防,而Kneron主打轻量级的NPU芯片,业务重点是智能家居与智能安防。通过对这些公司的投入,阿里正在逐步打通IoT从云到端的产业链条,争取将相关芯片的控制权掌握在自己手中。


IoT生态建设


阿里云正在进军物联网领域,并把物联网看做是继电商、金融、物流、云计算后的第五主赛道。对此,阿里云总裁胡晓明表示,阿里云计划在未来5年内连接100亿台设备。


物联网是一个庞大的生态系统,从云到通信,再到端侧,每一个环节都非常重要。


作为电商巨头的阿里,自然看到了打造生态的重要性,而芯片在这一系统当中处于上游、也是基础一环,其重要性不言而喻,没有芯片(比如CPU和AI加速器),物联网就没法做下去。


由此,不由得回想起2017年,阿里在杭州召开首届技术大会,动员全球两万多名科学家和工程师投身“新技术战略”。在这次大会上,阿里透露其正在启动一项代号为“NASA”的计划,要面向未来20年组建独立的研发部门,建立新的机制体制,储备核心科技。


马云表示,阿里未来20年的愿景是构建世界第五大经济体,服务全球20亿消费者,新经济体必须建立在新的技术基础设施之上,建立在新的技术思考之上。马云解释说,NASA计划要面向机器学习、芯片、IoT、操作系统、生物识别这些核心技术,组建崭新的团队,建立新的机制和方法。


2018年12月底,包括高通、联发科、展锐、瑞昱、乐鑫、上海博通、全志、南方硅谷在内的23家芯片和模组厂商出席了阿里集团物联网生态合作伙伴大会,宣布与阿里达成合作,将分别推出内嵌AliOS Things的芯片和模组产品,AliOS Things是由阿里旗下阿里云IoT事业部推出的国产物联网操作系统。内嵌AliOS Things后,使用这些芯片模组产品的终端设备将具备便捷的上云能力。


结语


在自主研发从云到端芯片的同时,阿里也在不断建设和拓展着整个生态系统。而在推出其首款嵌入式芯片玄铁910之后,阿里平头哥在云端应用的AI芯片可能很快就要面市了。在多方位布局之后,其云端AI芯片的性能、应用和生态值得关注和期待。

*免责声明:本文由作者原创。文章内容系作者个人观点,半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点,不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持,如果有任何异议,欢迎联系半导体行业观察。


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