6 月 20 日報道，今日，RISC-V 創(chuàng)企睿思芯科推出其高性能 RISC-V 向量處理器，首個落地場景為 DSP。
該新品為新一代 RISC-V V 系列 DSP IP，面向高端音視頻、AI 市場需求，可用于處理復雜數(shù)字信號，解決 AR / VR、AI 等領域的復合音頻任務挑戰(zhàn)。當前這款 DSP IP 已落地，在國際知名頭部客戶產(chǎn)品中完成芯片集成與驗證，進入量產(chǎn)階段，并已進入第二代產(chǎn)品開發(fā)階段。
睿思芯科 CEO 譚章熹博士來自于美國加州大學伯克利分校 RISC-V 原創(chuàng)項目組，師從 RISC 創(chuàng)始人大衛(wèi)?帕特森（David Patterson）教授。此前，譚章熹曾創(chuàng)立激光雷達芯片公司 OURS，該公司在 2021 年初被美國自動駕駛企業(yè) Aurora 以 1 億美元價格收購。
2021 年，睿思芯科完成 A + 輪融資，由字節(jié)跳動及高瓴創(chuàng)投領投，聯(lián)想創(chuàng)投、雙湖資本、水木投資集團、真格基金等跟投，北極光創(chuàng)投、百度風投等老股東持續(xù)加碼。目前該公司總部位于深圳，在全球有深圳、成都、美國硅谷等多個辦公室。
他透露說，今年睿思芯科會持續(xù)發(fā)力高端處理器領域，近期會有面向更廣泛市場的多款基于 RISC-V 的高性能多核處理器面市。
一、首個面向?qū)I(yè)音頻市場的高性能向量處理器
DSP（Digital Signal Processing，數(shù)字信號處理）處理器，主要用于快速實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法，具有高速、靈活、可編程、低功耗等特性。
從 1970 年的超級電腦，到德州儀器、摩托羅拉發(fā)布的早期 DSP 芯片，再到如今手機等終端設備集成的 DSP 芯片，DSP 處理器經(jīng)歷了一個集成度增加、算力增長、功耗降低的發(fā)展歷程。
睿思芯科 V 系列 DSP IP 不僅可通過強勁算力，保證高品質(zhì)音頻任務，如高保真音頻、高質(zhì)量耳機降噪；還結合強大的向量運算能力和可靠的標量處理能力，應對新型應用需求，包括語音識別、藍牙基帶、360 環(huán)繞音效等多重任務場景。
睿思芯科 CEO 譚章熹博士認為：“RISC-V 架構有極大潛力開發(fā)各種串行和并行的高性能處理器，本次發(fā)布的高性能向量處理器正是很好的例子。”
在他看來，該處理器既證實了這一技術突破應用在 DSP 領域時的優(yōu)秀表現(xiàn)，也展現(xiàn)了睿思芯科將先進芯片技術落地的能力。此前，其 DSP IP 產(chǎn)品已在國際知名頭部客戶產(chǎn)品中完成芯片集成與驗證，并進入量產(chǎn)階段，此次新發(fā)布預示著該技術已經(jīng)準備好進入市場。
具有高算力特點的向量處理器發(fā)源于超級計算機 Cray，如今包括 RISC-V、Arm 在內(nèi)的多種架構都重點增加向量的支持，以應付更高性能應用的需求。
睿思芯科的 RISC-V V 系列 DSP IP，便是向量處理器應用于高性能音頻領域 DSP 的一個例子，它“降維打擊”了基于 VLIW 架構的傳統(tǒng)產(chǎn)品，能在更低功耗下帶來更強算力、更好地處理復雜任務。
“VLIW 架構并行上限低、算力有限、對編譯器支持要求很高?！弊T章熹介紹說，“RISC-V 作為新興指令集，沒有太多的歷史負擔，我們使用向量擴展指令，用單一 RISC-V 指令集開發(fā)的 DSP IP 在垂直領域算力、可擴展性、軟件易用性上有了重大突破?！?/p>
據(jù)悉，在不增加功耗的前提下，RISC-V V 系列 DSP IP 的算力可超過行業(yè)競品數(shù)倍。在一個頭部客戶的音頻案例中，睿思芯科僅用幾條自定義指令集，以極低的硬件開銷，將 LC3 音頻算法的處理效率提升至原方案的 11 倍，通過性能壓制進行了方案替代。
相比于市面上的旗艦芯片，如今睿思芯科推出的 RiVAI 系列 DSP 產(chǎn)品，在 EQ 算法（4.7 倍）、降噪算法（3.6 倍）、電池續(xù)航能力（2.1 倍）上都有較大提升，同時其單位面積功耗僅達到行業(yè)旗艦的 59%。
這些性能提升，主要源于三大方面：靈活的運算單元、超高的運算精度、先進的超標量向量流水線架構。
（1）運算單元靈活：該處理器可滿足多種運算需求，計算寬度達 512bit，支持 16/32/64 混合精度運算，同時通過并行訪存運算，最大限度提升計算密度。
（2）運算精度高：睿思芯科 V 系列 DSP 僅通過睿思芯科專利的整數(shù) / 定點新架構，就能實現(xiàn)其他產(chǎn)品需啟用浮點運算才能達到的計算精度，在不損失精度的前提下提供高保真音頻的支持。
人耳非常靈敏，能分辨 0.5dB 的聲音信號，對某些算法，V 核的精度比業(yè)界旗艦產(chǎn)品高 3~4dB。人耳的動態(tài)范圍高達 120dB~130dB，在一些特殊場景，V 核的精度比業(yè)界旗艦產(chǎn)品高 160dB，已遠超人耳的動態(tài)范圍。
而使用睿思 V 系列 DSP 能夠保留更多聲音細節(jié)，提供更好的音質(zhì)和聽覺享受。假如睿思 V 系列啟用浮點運算，其運算精度更遠超行業(yè)競品。
（3）先進的超標量向量流水線架構：睿思芯科 V 系列可配搭的睿思芯科 R 系列 RISC-V CPU IP，通過超標量架構，保證高實時性、高可靠性。通過 7 級流水線、多發(fā)射、亂序等技術，產(chǎn)品同時擁有優(yōu)秀的標量運算能力，支持傳統(tǒng)的無法向量化的應用。
在這一背景下，通過專門的低功耗設計，睿思芯科 V 系列 DSP 處理器具備業(yè)界頂尖的能效比。如前文所述，其并行處理能力超越了行業(yè)頭部企業(yè)的高性能系列產(chǎn)品，功耗亦媲美該企業(yè)的低功耗系列產(chǎn)品。
二、向量運算結合標量處理，滿足 AR / VR、AI 復合任務需求
隨著 5G、邊緣計算等技術日益成熟，以及 AI、虛擬現(xiàn)實、自動駕駛等領域迅速發(fā)展，它們都對空間音效（Spatial Audio）、復雜場景實時降噪、高碼流實時編解碼等復雜音頻任務產(chǎn)生需求。
在近兩年的千億市場元宇宙風口上，這些高端音頻能力也極為重要。臺積電主席劉德音曾談道，在元宇宙發(fā)展浪潮中，AR 設備很可能取代手機、VR 設備很可能能取代電腦，成為半導體行業(yè)未來數(shù)十年最大的目標市場之一。
這一趨勢下，作為傳遞信息的介質(zhì)，音視頻表現(xiàn)出色，是打造沉浸感、真實感的重要基礎。
此前的消費者反饋也印證了這一趨勢。高通發(fā)布基于全球 6000 名消費者調(diào)研數(shù)據(jù)的《音頻產(chǎn)品使用現(xiàn)狀調(diào)研報告》顯示，消費者對高品質(zhì)音頻需求呈上升趨勢：更高清的無損音質(zhì)、針對游戲的低時延體驗、更好的語音通話質(zhì)量、主動降噪以及無干擾音質(zhì)。
這意味著，同一產(chǎn)品里的 DSP，可能既需完成音頻解碼的任務，保證高采樣率、提供高品質(zhì)音頻；又需滿足其他音頻新需求，如降噪能力、360 度環(huán)繞音效；AI 相關的語音、語義識別等額外功能同樣成為消費產(chǎn)品的必備功能之一。
隨著這些功能集于一體，產(chǎn)品芯片不僅需要額外算力，還需要多重復雜任務處理能力。
而睿思芯科此次發(fā)布的 V 系列 DSP IP，搭配 R 系列 CPU，即旨在應對此類復合型多任務應用場景。
此外，綿延數(shù)年的疫情帶動遠程辦公、學習需求及對娛樂設備的需求持續(xù)增長，該趨勢在疫情后仍舊繼續(xù)，也讓 AR / VR 市場滲透不斷加速。根據(jù) Grand Vew Research 數(shù)據(jù)，2021 年全球 VR 市場規(guī)模為 218.3 億美元，預計從 2022 年到 2030 年將以 15.0% 的復合年增長率持續(xù)擴大。
從芯片市場來看，Research and Markets 數(shù)據(jù)顯示，在 2021-2026 年間，DSP 市場預計將以 7.36% 的復合年增長率增長，到 2026 年將達到 194.29 億美元，驅(qū)動力包括消費電子產(chǎn)品行業(yè)、其他智能設備（如智能電視、智能手表和智能平板電腦）數(shù)量的增加、汽車市場等。
此前，同領域的競品或能效比不高，或性能不足，都無法完全滿足不斷增長的高品質(zhì)音頻領域芯片需求。而隨著 AR / VR、自動駕駛、AI 等領域發(fā)展，主攻高端音視頻領域芯片賽道的睿思芯科 V 系列 DSP IP 擁有巨大潛力。
三、RISC-V 走向落地，高性能處理器版圖逐步鋪開
當前，睿思芯科 V 系列 DSP IP 已經(jīng)落地，在國際知名頭部客戶產(chǎn)品中完成芯片集成與驗證，進入量產(chǎn)階段，并已進入第二代產(chǎn)品開發(fā)階段。
這背后，與團隊的深度定制能力、睿思芯科在開發(fā)生態(tài)搭建的長期積累密不可分。
一直以來，高性能處理器真正落地應用時對開發(fā)人員的挑戰(zhàn)往往較高，而睿思芯科提供了完備的生態(tài)系統(tǒng) —— 自主研發(fā)的 GCC / LLVM 編譯器、豐富全面的 SDK（DSP 算法庫、數(shù)學庫、NN 庫等）以及成熟的 IDE 開發(fā)環(huán)境和調(diào)試手段 —— 保證軟件開發(fā)人員使用時能夠得心應手，也能做到快速移植。
在產(chǎn)品研發(fā)過程中，睿思芯科秉承 Silicon Proven 的理念，其 IP 產(chǎn)品線的各個產(chǎn)品均在包括臺積電、聯(lián)電、格芯、中芯國際等多個晶圓代工廠的深亞微米先進工藝進行投片，完成 RISC-V 處理器 IP 的硅驗證。
從技術儲備到開發(fā)生態(tài)搭建再到硅驗證，睿思芯科不僅讓客戶芯片達到極致優(yōu)化的 PPA 性能，還多方面保證了合作芯片的量產(chǎn)落地。
結語：睿思芯科高性能處理器版圖落地的一小步
譚章熹說，本次 RISC-V CPU / DSP IP 產(chǎn)品發(fā)布只是睿思芯科高性能處理器產(chǎn)品版圖產(chǎn)業(yè)化落地的一小步。此前，V 系列 IP 就已經(jīng)完成了與行業(yè)頭部客戶的投產(chǎn)驗證，本次發(fā)布標志著這一突破性技術的進一步普及，進行正式發(fā)行（GA，general availability）。
據(jù)他透露，睿思芯科其它先進技術產(chǎn)品還在和選定的高端客戶進行合作落地，在完成技術驗證后也會逐步向行業(yè)更多客戶開放。
未來，睿思芯科計劃通過 RISC-V 架構帶來更多革新性的高性能處理器，滿足未來從邊緣到數(shù)據(jù)中心中央等各領域的高算力要求。
廣告聲明：文內(nèi)含有的對外跳轉(zhuǎn)鏈接（包括不限于超鏈接、二維碼、口令等形式），用于傳遞更多信息，節(jié)省甄選時間，結果僅供參考，IT之家所有文章均包含本聲明。