英特爾：半導(dǎo)體加速邁入“萬億”時(shí)代，聚焦RISC-V代工、邊緣計(jì)算無界融合……

近日，在“英特爾中國研究院、南京英麒智能科技2023探索創(chuàng)新日”上，英特爾研究院副總裁、英特爾中國研究院院長宋繼強(qiáng)發(fā)表了題為“智·變 拓·界”的主題演講，分享了英特爾中國研究院對(duì)數(shù)字化時(shí)代半導(dǎo)體行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的思考，及在諸多前沿技術(shù)領(lǐng)域的最新進(jìn)展。

半導(dǎo)體加速邁入“萬億時(shí)代”

我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，已成為經(jīng)濟(jì)增長和社會(huì)發(fā)展的關(guān)鍵力量。據(jù)中國信通院預(yù)計(jì)，2032年其規(guī)模將超過100萬億元，因此，對(duì)半導(dǎo)體所提供的算力需求也在不斷增長。人工智能、智能計(jì)算作為數(shù)字化轉(zhuǎn)型中重要的生產(chǎn)力，正在推動(dòng)產(chǎn)業(yè)向新的應(yīng)用高度、廣度拓展。

IDC數(shù)據(jù)顯示，計(jì)算力指數(shù)平均每提高一個(gè)點(diǎn)（計(jì)算力指數(shù)主要包括計(jì)算能力、計(jì)算效率、應(yīng)用水平、基礎(chǔ)設(shè)施支持等），數(shù)字經(jīng)濟(jì)和GDP將分別增長3.5‰、1.8‰。隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)催生出很多新的服務(wù)模式、應(yīng)用種類，計(jì)算力指數(shù)將越來越成為未來增長重要的原動(dòng)力。

基于這樣的背景，宋繼強(qiáng)認(rèn)為，作為整個(gè)數(shù)字經(jīng)濟(jì)底層的芯片一定要有非常大的提升，三個(gè)“萬億”的時(shí)代正在加速到來：

首先是單個(gè)計(jì)算設(shè)備中能夠集成的晶體管數(shù)量（現(xiàn)在總計(jì)約1000多億個(gè)），到2030年，單個(gè)計(jì)算設(shè)備將可以集成1萬億個(gè)晶體管，約有8倍的提升。他強(qiáng)調(diào)，約8年時(shí)間實(shí)現(xiàn)這樣的提升，基本還是摩爾定律的增長速度。

第二個(gè)“萬億”是整個(gè)市場容量，很多垂直的新興領(lǐng)域：包括智算中心、無線通信、汽車電子、工業(yè)電子、消費(fèi)電子、有線通信等，這些領(lǐng)域共同構(gòu)成了非常強(qiáng)的增長因子，將把半導(dǎo)體領(lǐng)域推向萬億級(jí)市場規(guī)模。

第三個(gè)是“萬億”級(jí)的參數(shù)需求，大模型具有超大的數(shù)據(jù)量、參數(shù)量，要把它訓(xùn)練好、使用好，需要非常大的算力支撐。

宋繼強(qiáng)表示，英特爾將堅(jiān)持“雙輪驅(qū)動(dòng)”的研發(fā)戰(zhàn)略：一是“創(chuàng)新領(lǐng)域探索”，不斷突破現(xiàn)有的技術(shù)邊界；二是“規(guī)?；⑸虡I(yè)化導(dǎo)向”，將創(chuàng)新的技術(shù)方案最終導(dǎo)向產(chǎn)品化、導(dǎo)向大規(guī)模商用。

“RISC-V是英特爾代工業(yè)務(wù)非常好的源泉”

宋繼強(qiáng)表示，“數(shù)字化轉(zhuǎn)型正在推動(dòng)探索新的技術(shù)高度和廣度，我們一定要能夠適應(yīng)這個(gè)變化，在技術(shù)方面繼續(xù)上下求索，找到新的創(chuàng)新點(diǎn)，堅(jiān)持把好的技術(shù)用在好的方面，同時(shí)突破現(xiàn)有的限制，在更多領(lǐng)域試驗(yàn)新的應(yīng)用和商業(yè)模式?！?/p>

具體到芯片層面的創(chuàng)新，他談到，英特爾近年在RISC-V開源指令集領(lǐng)域正在全球展開大量的合作，希望在軟硬件方面都能支持這個(gè)領(lǐng)域達(dá)到螺旋式的上升。在國際上，英特爾加入了RISC-V基金會(huì)，在國內(nèi)市場，也在積極地進(jìn)行開源優(yōu)化和軟件工具的提升，包括在SoC應(yīng)用方案的協(xié)同設(shè)計(jì)方面都開展了很多合作。

據(jù)了解，英特爾中國研究院正在打造基于RISC-V敏捷開發(fā)驗(yàn)證全流程的閉環(huán)工具鏈，能夠加速設(shè)計(jì)的迭代。它主要包括三部分：基于參數(shù)化設(shè)計(jì)和高級(jí)語言開展設(shè)計(jì)和架構(gòu)探索；高級(jí)語言和形式化驗(yàn)證；軟硬件快速性能分析評(píng)估。

之所以選擇RISC-V作為基礎(chǔ)IP來打造敏捷開發(fā)系統(tǒng)的原因，主要有三大原因：第一，RISC-V指令集比較靈活、開放；第二，RISC-V在專用處理器中，整個(gè)工具鏈和生態(tài)已經(jīng)非常成熟，成為專用處理器中一個(gè)優(yōu)選；第三，基于RISC-V的處理器能夠達(dá)到的性能范圍比較廣，可以覆蓋中端、低端處理器的性能要求，也能適應(yīng)比較廣的應(yīng)用范圍。

至于英特爾中國研究院在RISC-V領(lǐng)域的研究，目前主要包括：在設(shè)計(jì)RISC-V向量核的過程中完全采用高級(jí)語言、領(lǐng)域?qū)Ｓ肦ISC-V處理器微架構(gòu)分析系統(tǒng)、加速迭代提升處理器性能、應(yīng)用英特爾形式化驗(yàn)證工具加速復(fù)雜電路驗(yàn)證等。

其中，在領(lǐng)域?qū)Ｓ肦ISC-V處理器微架構(gòu)分析系統(tǒng)這個(gè)方向，英特爾中國研究院主要通過在處理器主要功能模塊中插入標(biāo)準(zhǔn)感應(yīng)接口, 實(shí)時(shí)采集關(guān)鍵資源使用的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù), 存入數(shù)據(jù)庫并通過圖形化顯示，幫助微架構(gòu)設(shè)計(jì)人員準(zhǔn)確識(shí)別流水線瓶頸, 發(fā)現(xiàn)資源浪費(fèi)和不足, 提高性能的同時(shí)降低功耗面積。

由于領(lǐng)域?qū)Ｓ酶咝阅躌ISC-V處理器設(shè)計(jì)極具挑戰(zhàn)，需要根據(jù)應(yīng)用場景深度優(yōu)化微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的性能和效率，因此，基于RISC-V的IP核、處理器開發(fā)，未來有望和英特爾的代工業(yè)務(wù)做結(jié)合。

對(duì)此，宋繼強(qiáng)表示，當(dāng)前，全球都在關(guān)注RISC-V的高質(zhì)量、高性能核的開發(fā)進(jìn)展。英特爾自己并不做RISC-V核，這些核來自全球社區(qū)，包括初創(chuàng)公司、開源社區(qū)等。英特爾著重會(huì)關(guān)注哪些核的性能比較有優(yōu)勢(shì)，或是在某些區(qū)域會(huì)受到獨(dú)特關(guān)注，比如多個(gè)國家都在發(fā)展自己的自主創(chuàng)新RISC-V核，它具有一些區(qū)域的偏好性，這些都是代工業(yè)務(wù)希望能夠提前發(fā)掘的。只有先把這些有偏好性、有領(lǐng)先性的核優(yōu)化好，才能在英特爾的某些工藝節(jié)點(diǎn)上做成IP，再通過主流的設(shè)計(jì)工具鏈，才能打開生態(tài)應(yīng)用，英特爾在RISC-V領(lǐng)域的代工業(yè)務(wù)才能發(fā)展起來。

“RISC-V雖然還不能一下子就成為某設(shè)備的主芯片，但它可以成為輔助型的、以芯粒的方式整合到復(fù)雜封裝系統(tǒng)中。實(shí)際上，它發(fā)展的空間是很大的，特別是在系統(tǒng)級(jí)代工領(lǐng)域”， 宋繼強(qiáng)補(bǔ)充，“未來很多廠商會(huì)有相關(guān)需求，但如果它不具備完整設(shè)計(jì)的能力，就可以利用英特爾的系統(tǒng)級(jí)代工業(yè)務(wù)快速造出芯片。因此，RISC-V對(duì)英特爾而言是一個(gè)非常好的未來代工業(yè)務(wù)的源泉，而且它的蓬勃發(fā)展給中國也好，給歐洲也好，都帶來了非常好的機(jī)會(huì)。“

讓邊緣計(jì)算跨越硬件平臺(tái)“無界融合”

邊緣計(jì)算近年來發(fā)展得非?？欤⑻貭栔袊芯吭赫J(rèn)為，它將成為支撐業(yè)務(wù)核心的關(guān)鍵性基礎(chǔ)設(shè)施。未來，邊緣計(jì)算會(huì)是分布式的，為關(guān)鍵性、實(shí)時(shí)性的應(yīng)用提供服務(wù)。而分布式邊緣需要新的計(jì)算框架支持關(guān)鍵業(yè)務(wù)需求，這些業(yè)務(wù)主要包括：

首先是確定性實(shí)時(shí)的業(yè)務(wù)，例如在99.99%的情形下始終確保系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性（包含任何可能的場景甚至極端條件下）；其次是可信賴的業(yè)務(wù)場景，對(duì)于需要365天全年無休且99.999%的高可用性，發(fā)生故障要能自動(dòng)恢復(fù)、實(shí)時(shí)恢復(fù)；第三是易于編程，用戶只需關(guān)注核心業(yè)務(wù)邏輯，邊緣框架要做到自動(dòng)保障實(shí)時(shí)、安全、可靠。

為了滿足這些需求，英特爾中國研究院提供了一個(gè)“數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)型邊緣計(jì)算架構(gòu)”框架，也稱FDEA（Flow Driven Edge Architecture）。它的核心是一個(gè)“流”字，能夠?qū)?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/482292.html">攝像頭、雷達(dá)等傳感器流進(jìn)來的大數(shù)據(jù)分級(jí)分化處理，這樣數(shù)據(jù)流可以分叉，也可以融合，最終輸出數(shù)據(jù)用于車路協(xié)同、智慧城市、智慧制造等應(yīng)用。也就是說，數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)型邊緣計(jì)算架構(gòu)可以無縫支撐來自不同公司的任意系統(tǒng)硬件，創(chuàng)造一個(gè)平臺(tái)使其性能得以充分地發(fā)揮。

英特爾中國研究院攜手南京英麒加速創(chuàng)新及應(yīng)用落地

英特爾中國研究院和南京市麒麟科技創(chuàng)新園于2021年開始合作，雙方于去年聯(lián)合成立了英特爾智能邊緣計(jì)算聯(lián)合研究院，并通過南京英麒智能科技落地麒麟科創(chuàng)園，以加速智能邊緣計(jì)算的技術(shù)創(chuàng)新及應(yīng)用落地。

在當(dāng)天的活動(dòng)中，英特爾中國研究院多位研究員還分享了在數(shù)字人、智慧醫(yī)療、綠色計(jì)算、智能交通、自由視角視頻等前沿技術(shù)方向的最新進(jìn)展，并現(xiàn)場展示了在產(chǎn)學(xué)研用深度融合、聚集上下游伙伴的合作成果。

宋繼強(qiáng)表示，“未來技術(shù)發(fā)展的廣度會(huì)非常大，我們一定要不斷地去適應(yīng)變化，把握新的機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)技術(shù)拓展，并推動(dòng)應(yīng)用層級(jí)的創(chuàng)新，這也是英特爾中國研究院正在做的。我們希望能和‘政產(chǎn)學(xué)研用’合作伙伴聯(lián)動(dòng)起來，打造本地的創(chuàng)新鏈，實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的產(chǎn)品化和商業(yè)化。”

南京市麒麟科技創(chuàng)新園管委會(huì)主任樊向前也肯定了雙方的合作成果：“聯(lián)合研究院成立一年多以來，依托英特爾中國研究院對(duì)聯(lián)合研究院的大力支持，邊緣計(jì)算硬件和基礎(chǔ)設(shè)施已建成并投入使用、各產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目推進(jìn)順利、人才資源匯集，平臺(tái)效應(yīng)不斷提高，充分證明了合作模式可行、機(jī)制優(yōu)勢(shì)明顯、市場化前景廣闊。下一步，雙方將利用英特爾在處理器芯片技術(shù)、人工智能技術(shù)、算力平臺(tái)技術(shù)等方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)及園區(qū)在能源、交通、通信等方面的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)場景應(yīng)用，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目落地。”