平头哥一站式芯片设计平台“无剑”利刃出鞘了

初代芯片设计中，每次针对不同的产品都要将电路重新设计。随着芯片的迭代变快，2000年以后开始有了基于IP的设计方法，这被称为芯片设计的2.0时代。

随着万物互联时代的脚步临近，对芯片成本和性能的要求也越来越高。于是，人们开始期待一种效率更高、成本更低的全新芯片设计方法。平头哥敏锐地嗅到了这一点，带来最新的一站式芯片设计平台——“无剑”，剑指芯片设计3.0时代！

成本与设计周期为何拦腰斩？

今年7月，平头哥发表了业界最强 RISC-V 处理器——玄铁 910，其名来源于金庸小说，独孤求败四十岁之前使用的“玄铁重剑”。

今（29）日发布的“无剑”芯片平台，亦是典出独孤求败四十岁之后的无剑胜有剑之境，正如平头哥的无剑平台并没有芯片，却可以帮助芯片设计公司们高效“铸剑”。

据集微网了解，无剑SoC芯片平台能够将将AIoT芯片的设计周期缩短50%以上，成本压缩50%以上。这是如何做到的呢？

平头哥半导体研究员孟建熠指出，无剑平台由SoC架构、处理器、各类IP、操作系统、软件驱动和开发工具等模块构成，是一款系统芯片开发的基础共性技术平台。

降低成本方面，无剑软硬结合的平台化设计方法，使得IP能够快速接入系统，降低了IP的价格和研发所需要的人力投入。

压缩设计周期方面，主要是因为无剑平台可以减少芯片设计过程中的重复性投入。另外，据孟建熠介绍，其实5成以上的设计验证工作是可以消除的，因为如果平台的所有模拟IP与代工厂工艺已经完成了验证，就可以跳过3个月以上的试生产（MPW）的阶段，直接进入量产，这让芯片从设计到量产的时间可以压缩到9个月以内。

“无剑”剑法第一式——视觉AI平台

基于无剑平台，平头哥今日还发布了基于高性能玄铁全系列CPU的无剑视觉AI平台，该平台，包含128位单指令多数据SIMD矢量扩展技术，在处理器侧提供足够的计算能力，主频支持从1-2GHz不等。

作为平头哥“无剑”剑法的第一式，这款视觉AI平台最大的特点就是能够支持第三方的AI加速器。据了解，它能够支持算力从0.5-16Tops不等的神经网络加速器，是一个开放的架构，能够最大支持400Gbps的存储带宽，带宽可以根据算力的不同进行匹配，后续还会支持HBM等更高带宽的存储。

另外，无剑视觉AI平台还能够支持多个小的芯片扩展成算力更强的芯片，这大大提升了芯片的适配能力。不仅如此，该平台还对IP公司开放，让全球最有竞争力的IP产品都能够与无剑平台进行原型流片验证，提供硅验证可量产的芯片级整体解决方案。

无剑这第一式在基础属性上，还有三大特点：

1.超低功耗多核架构：平台采用大小核的架构，大核支撑神经网络加速器实现高性能的计算，小核以MCU的方式管理片上的电源网络、外围的接口等。这种架构能让整个系统的启动时间被有效的控制在200ms以内。

2.安全架构：平台提供了硬件支持的TEE安全技术，能够将安全的信息有效的隔离起来，应用无法直接访问到安全资源。该技术已通过Global Platform的兼容性认证

3.在线性能分析：芯片以往在设计和量产中无法提供在线情况下的实时数据，但无剑AI平台能够实时分析算力带宽，能让用户自定义事件的捕获，同时还支持DDR、USB、PCIE和JTAG等不同接口的数据导出。这让AI芯片的开发和性能优化变得更加友好。

什么是挖掘芯片潜在能力的最好办法？平头哥认为是软硬结合。于是该公司引入了震旦软件团队提供的神经网络模型压缩技术，这是一个基于强化学习的稀疏度自动感知的结构化压缩方法。通过与无剑平台的硬件结合，能够提供软件协同的稀疏化算法，进而压缩神经网络模型的空间平均60%以上，以及提升性能平均60%以上。

除了软硬结合的方法，平头哥还准备了一套工具——全栈AI开发套件，通过统一的AI软件开发框架来支持多场景可配的AI加速引擎，并实现应用的一键部署和图形化算力分析的能力。通过与第三方公司的合作实践表明，基于全栈AI开发套件在AI芯片的基础软件开发上成本下降了60%，用户开发应用的周期也下降了50%

打造引领时代的“平头哥模式”

孟建熠表示，无剑SoC平台可以采用开放授权的方式获取，其目标就是被集成。平头哥希望能够打造一个一站式芯片设计模式——“平头哥模式”，来引领芯片设计3.0时代。

“平头哥模式”三大特点就是：全栈、开放和被集成，这是一种从芯片到应用的全栈集成模式，能够实现处理器、算法、操作系统等软硬件核心技术的深度融合，打破传统通用芯片时代IP授权商用模式成本高、使用难、周期长的局限，为企业提供芯片设计的全栈技术能力，并将这种能力开放给全社会。

关于未来的战略布局，平头哥指出，将面向工业、车载、安全、接入等应用领域开发基础设施及周边技术，包括CPU、SoC平台以及领域相关的安全、可靠性等技术。

孟建熠强调，平头哥的定位就是做好芯片行业的基础设施。未来阿里将继续投入重金打造好技术，同时构建应用生态。除了处理器以外，平头哥还将继续开发操作系统，软硬件融合的算法，核心的IP等。

最后，孟建熠还透露，其在云端自研的第一款NPU芯片也将于今年发布，性能将处于业界领先定位，主要用于阿里云数据中心。