算力迭代速度加快，IC設計如何兼具短周期與高性能？

如今的芯片產業熱的有點“魔幻”了。

無AI不芯片。

以上這句話正在被越來越多的人所認可，這一背后是一個事實：在多個細分領域，傳統芯片已經不能滿足市場的新需求，而新需求需要新產品來滿足。在智能時代，這個新產品就是“AI芯片”。

在今天上午由江蘇省工業和信息化廳主辦，鎂客網和潤展國際承辦的“IC設計開發者大會”上，針對AI芯片類智能芯片，以及芯片設計的方方面面，來自國內知名芯片公司、EDA軟件公司以及投資機構的嘉賓，與現場觀眾展開了一次深入探討。

市場需求“革新”，傳統芯片正“被迫”做出改變

就算力增長來看，傳統芯片一步一個腳印的按照摩爾定律發展，性能每隔18-24個月提升一倍，而這一規律已經被AI芯片給打破，在過去幾年間，AI算力翻了接近1萬倍，單個GPU的算力比過去基于CPU的算力多了1000倍。

而依據此前OpenAI在2018年發布的報告，自2012年至2018年，AI算力需求增長超30萬倍，相當于AI訓練任務所運用的算力每3.43個月就要翻一倍。

顯然，這個需求是傳統芯片所不能滿足的。且算力的落差，只是其一。

清微智能首席架構師于義以AIoT進行舉例，他從該新興產業對芯片要求的角度出發表示，AIoT對芯片有著4個要求，分別是高算力、高能效、靈活性與安全性，而傳統芯片架構并不能滿足這些要求，更具體點講，傳統芯片“算力增長慢”束縛了智能化水平的提升，“計算能效低”限制了智能化范圍的提升。

圖 | 清微智能首席架構師于義

這一切市場需求的變化都在向傳統芯片發出挑戰，要求它在最初的設計環節進行變革，因為過往的一些設計模塊，已經不能適用于智能時代下的芯片產品。

此外值得注意的是，這一變革不僅僅存在于芯片本身，作為芯片重要載體的服務器，也正面臨著變革。用邊緣智芯科技架構師兼產品總監李甫的話來說，以CPU為中心的傳統服務器，正轉向以XPU（互聯芯片）為中心的下一代服務器，這一類服務器能做到超低延遲、超高能效和軟件定義。

圖 | 邊緣智芯科技架構師兼產品總監李甫

當下智能芯片的挑戰與解決方案

不過，這并不意味著以AI芯片為代表的智能芯片就是十全十美的。

正如前面所講，智能時代，市場對芯片的算力需求是直線上漲的，而智能芯片雖說打破了摩爾定律，迭代周期快于傳統芯片，但隨著萬物智能時代的到來，現有的迭代速度或許還要進一步加快，這也為芯片產業鏈上游的設計環節提出了挑戰——如何保證質量的前提下，進一步加快芯片的迭代速度？

針對這一點，現場嘉賓也針對芯片設計環節提出了多種解決方案，最終目的都在于保證芯片性能的前提下進一步縮短設計過程與時間成本。

比如Cadence中國區驗證產品工程總監張立偉，他提出的解決方案是近年來關注度漸增的高階綜合技術（HLS）。

圖 | Cadence中國區驗證產品工程總監張立偉

所謂的HLS，指的是將高層次語言描述的邏輯結構，自動轉換成低抽象級語言描述的電路模型的過程，比如將C/C++/System C描述的設計意圖，“翻譯“成用Verilog/System Verilog描述的RTL。

利用HLS，開發者們不僅僅可以將代碼密度壓縮至使用RTL級邏輯設計的七分之一，甚至十分之一，也能夠促進IP重用的效率，讓開發者在不再需要花費大量時間進行系統互聯和接口驗證?？梢哉f，在諸多方面，HLS完勝人工優化RTL取得的結果。

如果說HLS是從底層出發來優化芯片設計過程的話，那么速石科技資深架構師萬山青所提出來的方法則是致力于搭建一座橋梁，利用AI算法優化對接芯片設計公司以及各類EDA工具軟件等，讓芯片設計公司不再需要考慮構建機房時候需要買多少服務器、如何選擇性能參數等等，而是直接為其提供一個最優解，包括彈性滿足需求的服務器算力資源，以及最適宜的驗證工具等等。

圖 | 速石科技資深架構師萬山青

通過以上嘉賓的發言，我們可以感知到隨著市場需求的不斷變化，不僅僅是芯片本身從架構到性能發生了變革，包括其上游的設計工具、平臺等都在為終端市場需求的滿足而添磚加瓦，從各個層面給予助力。

與此同時，我們也注意到，隨著缺芯潮的出現，以及國產化需求的驅動，原本就已經受到不小關注的芯片產業自去年開始了新一輪的關注，且關注力度更強。

芯片產業的確“過熱”，終端不能為了造芯而造芯

談論這個問題之前，我們先來看這樣一組數據：近五年來，我國芯片企業增速保持在30%以上。2020年，國內新注冊的芯片企業超過2.28萬家，同比增長196%。據最新數據消息，僅今年5個月來，國內新增芯片相關企業達15700家，占據去年總數的近69%，同比大增230%。

針對這一數據，在以“芯片設計的全球發展趨勢+案例分析”為主題的圓桌中，主持人達泰資本合伙人張挺和4位嘉賓都表示“芯片產業過熱”，甚至有些“魔幻”了。

圖 | 從左至右：主持人達泰資本合伙人張挺，Imagination高級市場總監鄭魁，國科天迅副總經理曹麗劍，神經元公司總經理魏立軍，深視光點創始人兼CEO薛樂山

對此，神經元公司總經理魏立軍先是基于產業發展的肯定，表示中國自主設計越來越先進，但也存在“泡沫”，此時需要牢記三個“心”，分別是想要解決產業問題的初心、立志搞好產業的決心，以及不依賴資本、創新走下去的恒心。

同時，國科天迅副總經理曹麗劍也表示，1萬多家新注冊芯片企業正在加速行業發展，但是挑戰也時候存在的。這一熱度過去之后，只有擁有核心競爭力的企業才能活下來。

此外，想必大家也注意到，隨著芯片產業政策利好、全球缺芯、國產化需求倍增等因素的推動，越來越多的終端廠商走上了自主造芯的路。

對此，Imagination高級市場總監鄭魁指出，正如特斯拉自主造芯一樣，當下終端廠商造芯的背后，不只是為了降低對供應鏈的依賴性，也是為了能夠更好發揮自己產品的特有性能。

當然，眾所周知，造芯并不是一件容易的事情，需要大量資金、時間、人才等的投入。用深視光點CEO薛樂山的話來說，如果是為了解決供應鏈問題而造芯，他個人表示支持，但若只是為了造芯而造芯，那將會是災難，后期必然會面臨殘酷的市場競爭，1、2年之后，大概率會被市場所淘汰。

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