補強國產GPU研發(fā)實力 “天狼星”架構發(fā)布
隨著國內AI大模型的密集推出,為模型訓練提供算力基礎的GPU芯片作用愈加凸顯。由于目前我國高端GPU仍多依靠進口,因此,國產GPU的研發(fā)進展也受到產學研界的多方關注。
6月15日,國內芯片企業(yè)中天恒星科技有限公司(以下簡稱“中天恒星”)推出自主研發(fā)的國產GPU架構“天狼星”。據中天恒星聯(lián)合創(chuàng)始人兼總架構師鄧仰東介紹,這是中天恒星在清華大學多年的研究基礎上,所設計的完整的具有自主知識產權的GPU架構。
《中國經營報》記者獲悉,目前很多國產GPU的IP授權來自第三方購買,優(yōu)點是由于采用技術成熟能快速投入商用,但缺點則是難以形成成熟的圖形顯卡級GPU,核心電路專利無法自控和自主迭代。鄧仰東則表示,區(qū)別于目前多數國產GPU廠商的路線,此次“天狼星”架構的設計為完整自主研發(fā),從數學公式推導開始,架構設計、算法模型、原理驗證、硬件實現(xiàn)和驅動開發(fā)等環(huán)節(jié)全部正向設計,核心IP完全自主可控,擁有圖形GPU完整知識產權,并已申請專利和著作權數百項。
(資料圖片僅供參考)
天眼查顯示,中天恒星成立于2019年,主營業(yè)務為集成電路、半導體材料領域內的技術開發(fā)。據公司創(chuàng)始人黃永介紹,第一代“天狼星”架構芯片設計驗證完成于2019年,2021年正式誕生,今年該架構實現(xiàn)量產,將面向億級訂單市場。
克服兩大設計難點
除了3D圖形引擎外,此次“天狼星”GPU架構也帶來了諸多亮點。據中天恒星方面介紹,新架構在3D圖形引擎基礎上,搭載了2D圖形加速與視頻引擎。同時,采用了自主可控、靈活優(yōu)化的指令集及SIMT計算框架。此外,能夠支持物理真實渲染。
對此,鄧仰東指出,要完成這些設計,背后主要包括兩大技術挑戰(zhàn)。“一個是架構級的設計,另一個則是架構仿真驗證需要多年技術經驗的積累。”他表示。
架構級設計在鄧仰東看來是一門統(tǒng)籌藝術。“GPU本身的資源,所有的計算資源是一樣的,大家都用32比特或者64比特的浮點運算單元,這是一個配合的問題。”同時,他指出,GPU有很多個核共享緩存,每個核內有自身的計算單元,還有通往片外的各種通道以及一些針對圖形紋理的緩存。這些模塊單獨拎出來不難,但難的是如何配合實現(xiàn)GPU整體性能的最優(yōu)。
“換言之,如何通過統(tǒng)籌協(xié)調,能夠適應絕大多數圖形應用。在大多數情況下,均衡的設計保持性能每秒至少30幀,這是一個極具挑戰(zhàn)的地方。”他表示。
另一方面,鄧仰東指出,架構仿真的時間非常長,需要經驗也需要直覺,去找出架構問題到底出在哪里。“這方面也是一個很大的挑戰(zhàn),需要有多年的積累才能去做這件事。”
高難度設計完成的背后,也給“天狼星”帶來了獨特的市場優(yōu)勢。除了面向目前需求強勁的億級訂單市場外,“天狼星”以清華大學超過10年研究基礎為依托的自研核心架構,確保產品迭代自主可控,極大彌補了目前國產GPU架構設計領域的空白。
據悉,目前國內芯片設計已經完成全面驗證,能夠確保流片成功,同時上下游產業(yè)鏈都已作好準備充分,具備完備的芯片交付能力。
價值空間巨大
對于此次“天狼星”架構的出現(xiàn),業(yè)內也給予了高度評價。國際信息顯示學會中國總裁、俄羅斯工程院外籍院士嚴群指出,現(xiàn)在很少有人再看電視,因為這一體驗已經被手機端、PAD端等便攜設備全部替代,但是一旦需要有交互體驗的時候,我們就會重新回到大屏,而這個時候,就非常需要有渲染的、真實的、能夠融入其中的體驗。
“現(xiàn)在所有顯示器都可以稱為被動式顯示技術,觀看的人對它的信息傳輸只有接收,沒有互動,一旦顯示屏加上很多GPU功能,有了沉浸式三維影像呈現(xiàn)、交互體驗,那就不是傳統(tǒng)的電視了,重新回到這些有渲染的、真實的、你可以融入其中的體驗,這種體驗非常不得了。”嚴群表示,這將是“天狼星”的一大價值。
上海市集成電路行業(yè)協(xié)會秘書長郭奕武則認為,中天恒星自研架構具備的3D圖形渲染、指令集自主可控、框架結構,決定了其未來的產品用途非常廣泛。而現(xiàn)在正值非常好的產業(yè)關口,即產業(yè)革命和新技術革命的興起,包括云計算、數字化、智能汽車、云端到邊緣等產業(yè)化,都需要GPU這樣的大算力,這也意味著,“天狼星”未來將有非常大的市場空間。
嚴群進一步指出,目前ChatGPT很火,雖然現(xiàn)階段還處于幼兒園、小學階段,但這已經很可怕了。如果未來有了交互能力,以后靈魂是體現(xiàn)在數據里,從生成式Chat變成交互式GPT,這時候大數據經過人工智能的學習訓練以后,會遠遠超過人類的智力和能力,而這才是真正元宇宙的目標。
“我覺得現(xiàn)在真是一個很好的時機,要抓住它,潮流也在往這個方向走,機會非常多。我國如果能夠把這個能力逐步提上去的話,不見得會比別人落后,因為你抓住的是更高層級的價值點。”嚴群表示。
(文章來源:中國經營網)
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