喧嚣过后,很多读者应该相当关注安谋科技现在的发展状况,以及产品布局是否有变。最近安谋科技照常召开了产品媒体沟通会,发布了两款新品,包括“星辰”STAR-MC2车规级嵌入式处理器,以及“玲珑V6/V8”视频处理器。
新产品的发布,一方面表明安谋科技当前的工作仍在有序行进,另一方面相较此前自研产品布局,“星辰”“玲珑”这样的产品系列仍然具备了延续性。而且安谋科技也透露,今年晚些时间,公司还会有新品发布。
安谋科技产品研发负责人刘澍在接受采访时的一段话说得比较明了:“新的管理层主持公司运营工作以后,坚持‘四不变’,包括整个公司的独立性不变、战略不变、对员工的承诺不变、以及基本的组织架构框架不变。”而在变化方面,刘澍也提到了几点:
“首先在新管理层主持工作之后,安谋科技与Arm的沟通非常顺畅,有越来越多的合作推进到具体实施和落地的层面,有研发技术上的合作,也有产品路线图上的合作,包括方法学和系统解决方案的合作。”
“同时也有业务上的合作,生态上的共同开发。相比过去,这些合作更多了,并且在更加自然地发生。”刘澍说,“此外,现在安谋科技得到了管理层以及更多合作伙伴的认可和支持,我们在研发上的投入更大了。”
总结一下,安谋科技仍然在持续开展自研IP业务,同时也仍在国内推广Arm的IP业务;双方保持紧密合作。安谋科技的IP产品原本就与Arm架构体系一脉相承,比如这次的“星辰”STAR-MC2是基于Armv8.1-M,TEE部分也应用了Arm的Trustzone。
所以Arm和安谋科技的IP,最终能够构成一体化的“异构计算矩阵”,面向不同的市场需求。虽然感觉在市场营销名词上相较过往存在差异,但在具体的发展策略上,变化实际并不大。
相对来说,安谋科技的产品具备更好的可定制性,尤其是在面向国内客户时。这次发布的两款产品也能体现这样的特色。
“星辰”STAR-MC2,车规级嵌入式处理器
前年安谋科技发布了“星辰”STAR-MC1——这是一颗面向物联网应用的低功耗嵌入式芯片。这次新发布的“星辰”STAR-MC2在定位上存在一些差异,安谋科技将其定位于“面向未来物联网的高可靠性嵌入式计算平台”。虽说嵌入式大方向不变,但“高可靠性”是STAR-MC2的卖点。
更具体地说,STAR-MC2面向6个领域:汽车电子、工业制造、医疗、交通运输、航空航天,以及消费电子。前几个都对可靠性有比较高的要求,尤其是汽车电子——所以STAR-MC2的可靠性相较上代产品必然有差异;另外STAR-MC2也着力于提高芯片的计算密度——包括面积效益(单位面积内的性能),以及能耗比(Perf/W)——这一直以来也是Arm和安谋科技的强项。
上面这张图是“星辰”STAR-MC2的主要配置和模块框图。从总体上来看,STAR-MC2核心部分基于40nm工艺,核心主频235MHz,IPC两个维度:1.62 DMIPS/MHz和4.33 Coremark/MHz。
STAR-MC2基于Armv8.1-M架构设计,“M”表示该指令集应用于嵌入式领域——M系列指令集同代产品典型如Arm Cortex-M85,也是基于Armv8.1-M。Cortex-M85的主要特点就包括增加Trustzone和Helium——后者是现在的一个大热门。
STAR-MC2的一大亮点也在Helium扩展方面——比较类似于Cortex-M版本的Neon扩展指令。尤其现在特别流行端侧AI和TinyML,处理器的此类特别支持在物联网设备上显得格外有效。同时安谋科技处理器产品总监陈江杉还特别提到,为了支持国内北斗三号的高精度定位系统,“我们第一次在产品里引入了‘双精度浮点计算’技术。”
我们看到安谋科技给出的关键数据,STAR-MC2标量处理性能提升45%,矢量处理性能提升200%,能效提升100%。不难预见其ML性能提升(8bit处理)幅度达成上代的10倍, STAR-MC2会相当适用于轻量级的端侧AI计算。另外体现计算密度的部分,die size增加约60-70%,换取的性能提升幅度还是相当可观的。
除了性能之外,safety、security部分的提升也有亮点。Security信息安全部分,陈江杉说STAR-MC2的Trustzone相比上代产品有了进一步的增强和完善。“主要体现在:以前处理器内部的一些模块,比如说浮点运算单元,Trustzone没有做相应的区分;而STAR-MC2对Trustzone的划分更加精细,在效率上也会有提升。”
对Trustzone的支持,也就意味着STAR-MC2可以和安谋科技的“山海”解决方案配合,提供完整的物联网安全解决方案;且能满足Arm的PSA平台安全架构认证需求。从这个角度来看,STAR-MC2的应用场景囊括了对信息安全有一定要求的系统。
最后精彩的部分在safety上:“我们遵循ISO26262和IEC61508标准,支持最高功能安全级别。如在ISO26262上支持到ASIL-D级别。”也就是说STAR-MC2是面向最高车规级的嵌入式处理器,这是其应用场景囊括汽车电子的基础。
陈江杉介绍,STAR-MC2的研发得到了Arm的支持,Arm“帮助我们很快建立了相应的车规研发流程。”在具体的设计上,包括“对存储会有校正,总线接口会有奇偶校验的校正。处理器设计内部有很多硬件和软件机制,可以对核本身或者外围硬件的状态进行有效分析。这些软硬件设计共同组成了完整的车规方案。”
在冗余设计方面,“我们会给客户提供软件测试包,这个软件测试可以针对处理器提供接近甚至超过90%的电入门级的高覆盖率。”陈江杉说,“当然,我们也会给客户提供实现双核互锁、异步互锁设计的参考方案,以便客户满足最高ASIL-D级别的ISO26262车规芯片标准。”
有关可定制指令集、协处理器接口等可定制特性就不再多做赘述了,这也都是传统。基于上述性能和特性加强,“星辰”STAR-MC2应用场景包括:(1)轻量级人工智能应用的MCU(着力于DSP性能大幅提升);(2)物联网信息安全的MCU(Trustzone加强,也包括RAS扩展);(3)最高车规级MCU。高可靠性特点也意味着STAR-MC2可在工业、医疗、交通等领域发挥作用。
预计“星辰”STAR-MC2处理器IP本月底完成开发和验证,下月初对所有客户开放授权。
“玲珑”V6/V8视频处理器,最高支持8k@120p
这次安谋科技发布的第二款产品是“玲珑”系列V6/V8视频处理器VPU。这是安谋科技发布的第二代VPU产品。如下图所示,V6/V8新增了对于AV1的解码支持——AV1格式也是现在的热点,似乎今年发布的不少处理器媒体单元都以此为卖点,即便当前AV1格式实际上仍然没那么普及;此外,“玲珑”V6/V8还大幅提高了H.264编码质量。
安谋科技的VPU从总体架构来看,特点在于“多核、多格式、灵活可伸缩的解决方案”——这种灵活可伸缩性令其可覆盖不同的市场。其三个层级如上图所示,硬件层“通过多核伸缩性支持不同分辨率和性能需求;每个核里有硬件加速模块和单独的硬件控制器,来对相应的加速模块进行控制,体现了功能灵活性”;
固件层,涉及功能扩展和针对不同应用场景的优化。“我们实现了相应的display frame reordering,减少VPU对主CPU的负载需求,并实现了自主的码率控制算法以及相应处理。”安谋科技多媒体产品经理董峰说。不同场景有不同的优化方案,达成带宽和视频质量的权衡最优解,也满足不同客户的需求偏向;
在软件层相关内存分配、调度和电源门控方面。董峰继续介绍,“我们已经完整实现了Android和Linux驱动,以及上层一些应用框架支持,可以满足各种消费类产品、云端以及嵌入式场景的需求。”
V6和V8应该主要是规模上的差异,两者都支持AV1硬解码;后处理新增了YUV2RGB,因此AI场景下减少内存读写,最多减少30%的带宽;提升20%编码质量(应该主要是指H.264、H.265)。
两者差异则在于:V6支持4k@120fps内容解码;而V8则可以达到8k@120fps解码。两者“内核能力一致”,各部分特性也相似,包括AV1解码和架构灵活性。V8的可配置核心数量在4-8个,规模上比V6更大——后者可配置核心数量1-4个。因此V8除了更大分辨率支持,也有更好的多路支持(介绍中提到“数据中心单芯片200通道编解码需求”)。
安谋科技特别将“玲珑”V6/V8对比了Arm Mali-V76,这是前两年和Mali-G76, Cortex-A76一同发布的视频处理器,各种配置应该都没有120fps这种高帧率支持。相比于Mali-V76,“玲珑”V6/V8新增了AV1解码支持;有20%的码率缩减——这一点大约是H.264编码质量提升所致;支持任意比例的downscaling和RGB输出,针对不同场景就有了各种带宽优化选择。
这里董峰提到,AI处理场景的数据都是RGB模式,而压缩视频相应的视频流通常是YUV模式;所以AI inference就需要首先进行格式转换,如此一来就有了较高的带宽需求。而“玲珑”VPU集成了YUV2RGB的后处理,“一次性地解码直接输出RGB数据,可以支持单package和多分channel的格式,这就使AI计算直接进行数据处理,减少带宽。”
“玲珑”系列VPU的应用领域涵盖AIoT、汽车、手机、安防、边缘、云等不同场景。
从这两款的新品发布来看,当前安谋科技自研IP的推进还是相对顺利的。而且刘澍在采访中谈到:“过去几个月,大家看到有很多新闻发布。新管理层上任后,安谋科技得到了很多客户和合作伙伴的支持,快速推进了和地平线、鸿钧微、灵动微、忆芯科技等很多合作伙伴的产品的发布以及项目的深入的合作。”
“这些工作其实都标志着安谋科技在有序地推动多领域的技术产品布局。同时我们积极与上下游合作伙伴展开全面的、深入的合作,最终参与和带动整个中国智能计算生态发展。”