作者：电子创新网张国斌
随着应用多样化，处理器架构也在不断演进，2017年三月，图灵奖获得者David Patterson和John Hennessy在其“体系结构的黄金年代”主题演讲中，提出了DSA架构。他们认为随着CPU的性能提升走向终结，需要针对特定场景有针对性的定制加速，而DSA则是切实可行的解决方案。DSA是在定制ASIC的基础上回调，使其具有一定的软件可编程灵活性。
之后，很多公司开启了DSA的实践，推出了针对特定领域应用的DSA处理器。
“大家都知道，5G 时代边端市场的特点就是总量大，但是相对分散，呈现碎片化的特点，这在一定程度上，也是一个痛点。所以我们想求同存异，挖掘不同场景对于成本、算力、功耗的共通之处，总结下来，主要有这么三点要求：一是需要将算法和芯片紧密耦合，形成面向应用场景的完整解决方案；二是需要定制化的芯片来满足差异化场景的应用需求；三是需要足够大的市场空间以满足 ROI 的要求。因此，DSA 也就是领域专用架构的处理器和芯片就成了解决这个问题的有效途径，正如 David Patterson 讲的，DSA 架构会成为处理器设计的新趋势，因为一方面能够保证在一类应用领域的竞争力，同时也能涵盖相对多的场景，因此在专用性和通用性之间找到一个合适的平衡点。”在今天开幕的第二届滴水湖中国 RISC-V 产业论坛上，专注在RISC-V DSA处理器开发的时擎智能科技（上海）有限公司 (Timesintelli Technology) 总裁于欣在发言中指出，“我们的 RISC-V 处理器分成这么三类，一个是做主控处理器的 TM 系列，相对更通用，可以对标 ARM 的 cortex M/R 的一部分处理器。我们的重点的算力处理器，也就是面向算法和应用，包括 TD 系列的 DSP 处理器和 Timesformer DSA 处理器。DSP 是基于 RISC-V 的向量扩展，我们也是业界最早基于 Rectify 的 Vector 扩展的处理器实现之一，主要是满足各类定点和浮点的专业数字信号处理应用。”
据悉，时擎科技TimesFormer智能处理器是一种基于RISC-V指令集的领域专用架构（DSA）处理器，专门针对端侧智能计算和各类音视频智能算法的需求而研发。具有高能效比、高性价比、易使用、灵活可扩展等特点，可以广泛的应用于端侧人工智能芯片中。
他指出：“具体到我们的 Timesformer DSA 处理器。我们希望可以充分发挥 RISC-V 在商业上开放，在技术上模块化、可扩展的特点，同时一定程度上规避目前生态还在持续发展的短板，去专门面向边端的语音和视觉的分析、识别和处理的算法来定义架构。它融合了 RISC-V 的标量控制单元，以及向量加速单元，搭配热点算子的专用处理器和分布式的存储阵列，在数据流控制器的调度下，能够灵活支持各类神经网络算法，以及传统 DSP 算法。这一点实际上也是非常重要的，比如在语音处理中，就既有 AEC、多麦阵列这些传统声学 DSP 的算法，也有AI 降噪、语音识别这些基于人工智能的算法。同时，也可以针对不同场景进行算力的灵活配置。这是我们目前已经积累支持的应用级和算子级的支持，已经涵盖了语音、视觉分析、识别、处理的大部分场景。”
不过他也指出在实际应用中，仅仅有处理器硬件还是不够的。构建在核心处理器之上的，时擎科技把处理器、算法以及开发部署工具三位一体，紧密融合，形成从边端语音和视觉人工智能应用落地到芯片的完整解决方案。他认为这爱才是 DSA 领域专用架构能够体现竞争力的主要来源。
在本次滴水湖论坛上，时擎科技发布了基于RISC-V的DSA架构端侧智能语音芯片AT820，该芯片包括了自研的300M的32位RISC-V处理器TM510，50GOPS算力的Timesformer处理器Blaster50，支持 FP32 和 FP16，存储方面，包括 192K 的共享 L2 SRAM 和 16M 的 Nor Flash，因为是采用了 DTR 的技术，速率可以达到 100M 以上。语音子系统则配备了 2 路差分输入和 1 路差分输出的高性能 Audio codec。从算力、存储和接口方面，是专门针对双麦智能语音交互和处理的场景和算法，所量身定制的。
他介绍说，在算法开发工具方面，针对目前项目普遍需要快速落地的要求，我们有 Timesflow 的算法开发部署工具，可以支持各类主流的网络模型，支持不同的量化方法和选项，比如离线 PTQ、在线 QAT 量化，int8/int16 的对称和非对称量化，per-channel、per-layer 的量化，以及混合精度的量化支持等等。同时也能够提供多钟易用的开发工具，来提高整体的易用性。
他说A820 提供完整的交付物，包括硬件、模块、开发板、软件 SDK、算法开发部署方案，以及各类辅助的工具和测试报告。AT820 可以用在各类语音的通话对讲场景之中，比如会议宝、对讲机、呼叫器、对讲门铃、麦克风，同时我们也为需要对降噪有需求的场景提供模块，也可以支持各类语音识别类的应用。
他举例说在市场上的实际应用案例就是开会用的会议宝，学名叫全向麦克风，把各类声学和语音的算法，既包括传统的 DSP 算法，也包括各类新兴的神经网络算法，跟时擎科技搭载DSA 处理器的人工智能芯片紧密结合的一个代表案例，当然也少不了整个产品结构设计的配合。
现场展示了一些应用方案，目测已经收获了海康等大客户。
于欣表示时擎科技成立于 2018 年，总部在上海张江，在深圳、无锡和香港设有子公司或办公室，成立四年多来，收获了一系列的来自行业、政府的荣誉、资质和认可，先后完成过三轮融资。
时擎科技从 RISC-V 的核心处理器开始，结合核心的算法，以芯片作为主要的产品形态，最后形成软硬件一体的系统。产品主要分为三个方向：面向各类人工智能应用的 DSA 处理芯片，面向各类信号处理算法的 DSP 芯片，以及以嵌入式系统控制为主的 MCU 芯片。
于欣表示时擎科技早在 2018 年就开始 RISC-V 处理器内核的研发，2019 年就加入了 RISC-V 国际基金会，是第一届 RISC-V 产业联盟的理事单位，也当选了联盟第二届副理事长单位。时擎科技也积极参与 RISC-V 的宣传推广，19/20 年在 IC China 的 RISC-V 分论坛以及 21 年的RISC-V 中国峰会发表演讲和发布新品，时擎科技希望能够跟产业链的相关伙伴一起，共同携手努力促进 RISC-V 生态的繁荣。（完）
