用硅光I/O技术做RISC-V指令架构CPU,「OURS」想让机器以3D方式感知世界

石亚琼 · 2018-03-28
AI芯片新玩家

随着物联网行业的发展,边缘计算的需求日益增强。再加上,不少应用场景下,要在端测实现诸如人工智能推断(Inference)功能,对算力的需求增强。低功耗、高性能的终端侧AI芯片的重要性开始凸显。

一种观点认为,当前初创公司做终端侧AI芯片的机会在于对低功耗、小尺寸、低成本有要求的弱智能类应用,这类芯片的资金投入门槛相对不高,随着Nvidia开源DLA,如果配合开源的RISC-V 指令集架构,产品的性能及价格优势可以进一步体现,市场门槛可能进步一降低(但团队技术门槛进一步提高)。

我们近期接触的硅谷初创公司OURS,也看中了这一机会,自主研发基于开放的RISC-V指令架构的处理器,重点面向3D感知、AI边缘计算、传感器等应用市场,目前已经可以提供一整套解决方案,计划今年正式进入国内市场,正在跟一家年收入180亿美元的电子制造企业进行合作。

 

用硅光I/O技术做RISC-V指令架构CPU,「OURS」想让机器以3D方式感知世界

 OURS设计了以数据为中心的计算架构,以提高技术性能。与其他RISC-V 架构通用CPU不同,团队使用硅光I/O技术,和自主支持产权的可编程AI向量引擎,提供从传感器到处理的全栈解决方案。 

当前的信息世界是建立在以二三极管、电阻电容等为代表的电子方案基础之上的,受限于半导体工艺,趋肤效应、量子效应等因素,进一步微型化、低能耗、高密度、高性能化面临很大的挑战。用光子替代电子作为信息的载体,目前来看是有可能解决这些问题的方案之一,被认为未来在通信、存储、计算领域,将产生重大的推动作用,备受关注。 

当前硅光技术仍是相对前沿的技术,这方面团队联合创始人林森是加州大学伯克利分校电子工程博士,清华大学微电子学学士,此前就读于硅光和混合信号设计专业,在Berkeley期间参与研发了世界上第一个直接用光互联的微处理器芯片,积累了该领域的相关经验。 

正如前文所说,随着Nvdia开源DLA,如果配合基于开源的RISC-V CPU,市场门槛可能进步一降低,但相应的对团队的技术要求也进一步提高,尤其是在芯片架构的设计上。这方面,团队CEO及联合创始人谭章熹,是加州大学伯克利分校计算机科学博士,师从RISC处理器创始人、2017年图灵奖得主David Patterson院士,创业前曾担任Pure Storage(NYSE:PSTG)公司的创始工程师,并在闪存和硬件加速器领域拥有20多份专利,也是一款开源SPARC CPU(RAMP Gold)的发明人,有架构设计方面的经验。

一般来说,做RISC-V 架构CPU,商业模式多以IP授权、芯片出售为主。OURS并不希望将自己定位在半导体公司,而是希望未来能够切入软件层面,可以通过软件升级、提供SoC 、数据服务等获得持续的现金流。

 

用硅光I/O技术做RISC-V指令架构CPU,「OURS」想让机器以3D方式感知世界

 

 

对于芯片设计公司来说,芯片产品的验证,是必不可少的环节。OURS的自研芯片,重点面向3D视觉、AI边缘计算等场景。目前OURS已经完成样机研制,包括了调频连续波激光雷达(FMCW LiDAR)系统和基于硅光技术的光相控阵列(OPA)测试芯片,并已进行数次成功流片;低功耗的AI处理器FPGA已完成验证,即将流片。

团队分析,之所以选择这两个市场,其中一个原因是市场规模相对可观。数据显示,2022年,3D视觉市场规模有望达到90亿美元,复合增长率达到38%,AI芯片市场规模有望达到82亿美元,复合增长率在9.4% 左右。此外,硅光技术与激光3D视觉本质上都是光电信号的转换,在技术上也有一定的关联性。

在调频连续波激光雷达方向,OURS想要提供的是一套片上激光雷达系统( lidar-on-a-chip )。当前,昂贵的激光雷达模块是阻碍其大规模商用的主要因素。之所以价格昂贵,主要是因为其技术上难以实现,这现在两个方面,一是现有的光学器件在实现光学抗干扰设计,不仅价格昂贵,而且比较笨重,需要设计专门的光学器件和结构;二是激光雷达是通过将调制的频率信息加载到激光光频进行的距离测量,而调频非线性从数学结构上直接破坏了该测量模型,为获得高质量的拍频信号,必须解决光学噪声干扰和调频非线性问题。而OURS自研的基于基于硅光技术的可软件定义的FMCW可以解决这些问题。

在AI边缘计算芯片的应用市场方向,重点聚焦的领域主要在物联网,以提供整套SoC为主。根据官方提供的信息,基于OURS 低功耗RISC-V CPU技术的Wi-Fi SoC相比传统的基于ARM的SoC ,可以降低50%左右的功耗,面积缩小20%。OURS计划今年正式进入国内市场,目前正在跟一家年收入180亿美元的电子制造企业进行合作,并与多家客户展开实地测试。 

用硅光I/O技术做RISC-V指令架构CPU,「OURS」想让机器以3D方式感知世界


OURS公司 全称 Optical Universal RISC Systems。公司于2017年2月成立于美国硅谷。OURS合伙人均来自UC Berkeley EECS的 ASPIRE Lab。创始团队来自于UC Berkeley、清华大学、台湾大学、斯坦福大学等。70%的员工拥有博士学位,员工均是来自于众多硅谷著名芯片公司中的资深技术骨干。

OURS已于2017年5月完成A轮融资,2017年6月完成A-1轮融资,投资方包括北极光创投、Oriza Ventures、创新工场。

 

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