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未来的芯片也将继续采用多核异构架构

日期:2019/3/15 10:31:06
摘要:张韵东对?#34892;?#24494;的人工智能技术期望很大,他正在将其拓展到更多的领域,“电力部门关心电力线的安全,金融部门要搞生物特征识别,还有自动驾驶,这些都是星光智能芯片的用武之地。”

关键词:芯片

“芯人物”是2019年集微网重磅推出的栏目,以重点采访芯片产业链上下游企业家为主。区别于以往的技术与产业文章,聚焦于从人物的成长历程、职业发展、创业经历、产业认知等多维度梳理。集微网希望通过本栏目的长期报道,能让更多圈内外人士从中了解国内芯片业无数“航行者”的风采与光芒。

张韵东,复旦大学微电子学硕士,?#34892;?#24494;集团?#39184;?#21019;建人,?#34892;?#24494;集团CTO。国家科技进步一等奖获得者,“数字多媒体芯片技术”国家重点实验室执行主任,“星光中国芯工程”副总指挥,我国神经网络处理器专家。曾获首届中关村高端领军人物奖,主持和参与制订2项国家标准,多次担任“核高基”、“973计划”、“863计划”、国?#19994;?#23376;发展基金、国家集成电路设计专项等重大科研项目负责人。2016年7月受聘为中国工程院中国信息与电子工程科技发展战略?#33455;恐行?#19987;家委员会特聘专家。

作为中国最早的一批芯片设计人才之一,他与中国的芯片行业同步成长。现在,他?#25191;?#39046;团队,走在科技的最前沿。

1991年的中国,在邓小平的南?#27493;?#35805;之后,芯片设计行业刚开?#35745;?#27493;,除了专门的?#33455;?#26426;构以外,鲜有民间公司从事这项现在热得发烫的事业。就在此时,刚从复旦大学微电子专业硕士毕业的张韵东,踏上了珠海的土地,开始了自己的芯片设计生涯。

“那时候,上海基本没有做芯片设计的公司,本科的同学中,一半都转去了别的行业,当时去校园招聘的,也多是宝洁这类化妆品公司,还有银行之类的。” 正巧Realtek公司在珠海成立了亚力(珠海炬力的前身)公司,要进行芯片开发,张韵东就毅然奔赴了珠海。

那时的珠海还远未被开发,”我们去了那里,发现当时的珠海很落后,简?#26412;?#20687;个渔村,超市都没有。”

好在能从事自?#26680;?#23398;的专业,这些困难也就不在话下。在台湾师父的带领下,张韵东参与了以太网MAC芯片的开发,“?#19994;?#29420;完成了芯片的一部分。”

随后,张韵东开始独立设计芯片,开发了一枚用于游?#26041;?#26426;的音视频处理芯片,魂斗罗、坦克大战,这些经典游戏都能跑,“那是?#19994;?#19968;个项目,CPU是外挂的,最开始是8位,后来升级到了32位,现在很多街机上还有这枚芯片”。这枚芯片也为公司创下了可观的利润。

开发这枚芯片之后,张韵东被集团公司调至了美国硅谷,这也开启了他人生的新篇章。

硅谷,半?#32487;?#34892;业的发源地,八?#28079;?#21019;立仙童公司的故?#24405;?#21169;了很多年轻人开创自己的事业(八?#28079;?#25351;的是以罗伯特·诺依斯、戈登·摩尔为代表的八位年轻工程师,他们一同离开了 “晶体管之父”威廉·肖克利创办的肖克利半?#32487;?#23454;验室,创立了仙童公司)。

张韵东1995年调?#28966;?#21496;的硅?#30830;?#37096;,受?#20132;?#28909;创业氛围的感染,1996年就?#22270;?#20010;同事一起开始创业。

他们创立的公司,中文名叫科广,英文名叫T-Square。“科广中的‘科’代表科技,‘广’是指广东,因为创业的几个人都是从珠海过去的。”张韵东解释道。

从游戏机起步,科广公司开发了一个run-time指令解?#25512;鰨?#23427;可以执行索尼、任天堂和世嘉3家公司的CPU指令,相当于一个通用的平台,通玩3家的游戏。这?#38901;?#29609;3家游戏的玩家是个不错的选择。

这个产品卖得不错,?#36824;?#31185;广真正的成功是在PC领域。当时的PC上,音乐合成都采用古老的算法,声效很差。张韵东另辟蹊径,采用了波表合成的方式,就是先对声音采样,建立库,再通过算法进行调用,大幅提升了PC音频的性能。这个产品以IP核的方式,卖给了美国国家半?#32487;濉rident半?#32487;濉?ESS半?#32487;?#21644;台湾威盛(Via)、台湾矽统(SiS)、台湾扬智(Acer Lab)等多家知名半?#32487;?#33455;片公司,大获成功。

科广挣到第一桶金后,开始扩张,在国内设立了多个研发?#34892;模?#24403;时有400人的规模,在1999年,可以算国内最大的芯片公司了。”张韵东回忆道。

公司到了要进一步发展的时候,在决策方面发生了?#21046;紜?#24352;韵东的合作伙伴是台湾人,不认为该为中国市场进行专门研发。张韵东与其看法无法统一,而正在此时,已相识多年的邓中翰博士决定回国发展,对他发出了邀请。仔细考虑后,张韵东踏上了回国再创业的征?#23613;?/p>

在出让了科广的股份后,张韵东在2000年加入了?#34892;?#24494;公司,出任VP of Engineering,主管研发。

?#34892;?#24494;最初的发展,可算是一帆风?#22330;?001年,星光一号问世,标志着国内第一颗具有自主知识产权的多媒体芯片诞生。

谈起这颗芯片,张韵东?#25285;?#26368;初是想开发手机的摄像头芯片,后来发现PC上也需要,并且从PC上入?#32844;?#25569;更大。“PC摄像头,用USB跟主机连接,只要做个驱动就能用。?#34892;?#24494;还配合微软提前做了认证,实现了在Windows每一版都能免安装驱动程序。”

这款芯片的成功让?#34892;?#24494;的声誉大振,进而占据了全球70%的市场份额。即便到了现在,?#36824;始?#26412;的摄像头上,还在继续使用?#34892;?#24494;的后续产品。

星光系列芯片成功后,?#34892;?#24494;开始进入手机市场。先从音频开始,张韵东带领团队开发了全球首个能实现手机64和弦功能的midi芯片,当时中国所有的手机都使用了,产品还打入了韩国的手机三强。随后,?#34892;?#24494;又顺理成章地推出了集成摄像头和音视频处理的星光移动芯片。凭借手机市场庞大的体量,出货量很快就达到了千万颗。

“但是手机的市场变化太快,因为本身空间有限,芯片的整合就是主旋律,所以上量很快,下降也很快。”?#34892;?#24494;意识到必须另寻一个新的市场。在反复的考察和论证后,他们?#19994;?#20102;新的方向,那就是安防市场。

进入新赛道的?#34892;?#24494;,先后碰到两次重大机遇。

第一次机遇是制定国家标准。据张韵东介绍,当时的市场上,主流的视?#24403;?#35299;码标准都是MEPG4和H.264这些洋标准,它们会给国内的企业带来很大的收费压力。再者,它们都是为视频分发设定的,很多场景下的清晰度并不高,安全性也很差。为此,公安部提出了一个需求,希望建立中国自己的安防视?#24403;?#35299;码标准。

张韵东带团队承接了这个工作,经过刻苦攻关,于2011年成功推出了SVAC(Surveillance Video Audio Codec)1.0标准。后来,又升级到2.0版本,相当于H.265的水平。围绕这一标准,还成立了SVAC联盟,国内主要的安防企业?#23478;鴨用恕!癝VAC标准是免费的,任何企业都可以按?#25214;?#27714;进行设计。”

标准设立之后,?#34892;?#24494;很快?#22242;?#21040;了第二次机遇——AI技术的兴起。

2016年3月,阿尔法狗击败了李世石。6月,?#34892;?#24494;的?#24230;?#24335;神经网络处理器(NPU)芯片星光智能一号就宣告诞生。“其实,这个项目从2013年?#25512;?#21160;了,只?#36824;?#19968;开始采用了传统算法。做到一半的时候,发现深度学习效率更高,就改为采用深度学习。”张韵东道出了这枚AI芯片的开发历程。

与云端芯片不同,星光智能一号是?#24230;?#24335;芯片,要在低端硬件上实现AI功能,所以就在算法上做了优化。“别人用多模型,我们用单模型,别人用两步法,我们就用一步法,在不牺牲算法精度的前提下尽?#21487;?#22320;使用硬件资源。”张韵东表?#23613;?/p>

他进一步阐述?#34892;?#24494;在人工智能方面的策略:“我们要做的是前端芯片,用在边缘计算上,所以要实现功耗和算法的优化。”

“深度学习在公安系统的大数据支撑下作用最大,但在很多数据很少,甚至是零数据的场景下,一些传统的算法反而?#34892;А?#22240;此,即将发布的星光智能二号就采用了多核异构架构,用不同的核来应对不同场景。”张韵东强调,“未来的芯片也将继续采用多核异构架构。”

张韵东对?#34892;?#24494;的人工智能技术期望很大,他正在将其拓展到更多的领域,“电力部门关心电力线的安全,金融部门要搞生物特征识别,还有自动驾驶,这些都是星光智能芯片的用武之地。”

安防市场在这几年发生了重大变化,越来越多的新玩家开始进入。?#34892;?#24494;还能保有优势吗?

张韵东对此一点都不担心:“我们有两个优势,一是对安防应用非常熟悉,能围绕客户的需求,提供一站化服务?#27426;?#26159;从前端芯片本身来?#25285;行?#24494;的产品从一开始就集成了NPU和视?#24403;?#35299;码器,这是很多公司不能提供的。”

他的自信还来自?#34892;?#24494;?#32454;裼行?#30340;研发管理机制。“公司有一整套的SoC设计验证流程,可以保证一次性流片成功,错误都可以及时发现解决。并且,我们招的很多应届毕业生,一年后就能胜任工作,也是这套机制在发挥作用。”

?#36824;?#20182;还是?#34892;?#24863;慨,“我们以前设计芯片的时候,没有这么多工具,每个人?#23478;?#20174;头盯到尾,一点错误都不能犯,这也培养了我们这批老芯片人很强的责任?#26657;?#36825;是后来者很少能比拟的。”

从一个芯片开发工程师开始自己的职业生涯,后来接连成为创业者、管理者。张韵东是如何成功进行?#24039;?#30340;转换呢?

“其实很简单,就是把工程师的单线程思维变成多线程思维?#20445;?#24352;韵东做了个技术性的比喻。?#23433;还?#25105;还是很怀念做工程师的时光,那时可以花三个小时思?#23478;?#20214;事,做到单一、极致。”

把技术打磨到极致,这也是张韵东带领着?#34892;?#24494;人工智能公司正在努力的方向。 “做一些世界上没有的东西,为中国市场做一些东西?#20445;?#20182;和他的团队一直以此为信条。未来,这个中国IC行业的老兵,还能带给业界什么惊喜,就让大家拭目以待吧!

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