RISC-V+AIoT！又一款国产RISC-V边缘计算芯片即将面世！

近一年来围绕AI+IoT的话题正成为行业瞩目的热点，据统计全球范围内有十数家大大小小的芯片公司已经或者正在投入到这个新兴的赛道中来， 意图在当前处于变革期的物联网芯片行业中觅得属于自己的机会。

近日，一家本土初创芯片设计公司时擎智能科技(上海)有限公司（TimeSilicon）宣布完成了基于RISC-V架构的智能边缘计算芯片的流片，通过定制化的RISC-V架构处理引擎，打造在成本、能效比、智能化和适用性等方面具有竞争力的边缘计算芯片方案。

在清明小长假的前一晚，笔者如约来到了位于浦东张江的时擎总部，敞开式的办公空间中20多个工位略显拥挤而又错落有致，实验室、机房、会客区、茶水间等布局麻雀虽小五脏俱全。笔者与TimeSilicon时擎科技CEO 蒋寿美 (James) 从AI芯片、RISC-V等热门话题聊起，聊到了一路走来的创业心路历程，以及在这样一个人工智能变革的时代，时擎作为一家芯片初创公司的如何抓住难得的历史机遇去谋求发展的规划和设想。在征得James的同意后，把部分访谈的内容采编和整理如下，希望能够对更多的业界从业者有所启发。

Q：James，能否介绍一下TimeSilicon公司和团队的基本情况？时擎之前给人的感觉是比较低调的，好像并不怎么为外界所知？

A：TimeSilicon成立于2016年，在18年初受到海纳亚洲创投（SIG）的青睐，完成数百万美元的融资，目前公司发展到近30位员工。我们的创始团队和核心成员都是在芯片行业打拼多年的行业老兵，并且相互之间配合多年、非常默契。我们目前致力于基于RISC-V指令架构去打造边缘计算的智能解决方案，希望能够有机会以有竞争力的芯片产品去分享接下来AIoT时代的红利。因为我们绝大部分是工程团队出身，本身就是比较低调、踏实的行事风格。从我们的角度来说，更希望在做到一定的阶段、形成相应的沉淀之后，再拿出来跟大家去分享和交流一些我们的心得，这可能也是我们对外界而言相对陌生的原因吧。

Q：目前物联网+AI的确是一个关注度非常高的热点话题，市场上各路大大小小的玩家有点八仙过海各显神通的意思，但也有人认为AI芯片目前更多的还只是个噱头十足的“概念”而已。对这个问题，您是怎么看的？

A：我认为追逐热点本身是很正常的心理，但还是要去注意去探究和思考热点背后的逻辑，而不能只是被动地在别人后面人云亦云。“AI芯片”虽然很热，但本身是一个很宽泛和笼统的概念，最终还是要与实际的落地场景和产品结合才有意义。现在大家都不否认，物联网的市场总量和前景，是比智能手机还要大得多得多的一个空间，尤其在智能化的浪潮下，更是不可限量。但问题在于物联网市场比较分散了，热点很多但又不够聚焦，有点你方唱罢我登场的味道，就单个应用场景来说，离最初的期望都还有些差异。这种现状对于芯片公司而言，实际上是挑战和机遇并存的。因为你单个产品可能没有那么大出货量，一颗芯片可能不得不兼顾多个场景而要求具备一定的通用性，但又不能因为通用性而过多牺牲成本上的竞争力，这也就对产品的通用性和专用性的平衡取舍提出了更高的要求。另一方面，这种相对的不确定性也给像我们这样的创业者和后入者一定的机会，大家群雄混战、短兵相接，就看谁能踏准市场的节奏，打磨出真正贴合市场需求的产品。

Q：我注意到您的介绍中，另外一个关键词是RISC-V。我们都知道，作为一种新兴指令集架构，RISC-V最近发展势头很不错，您怎么看待RISC-V的发展前景?

A：RISC-V从一个ISA的角度来说，在技术上是先进性的，我认为这一点是毋庸置疑的。因为站在前人的肩膀上，汲取了几十年来计算机体系结构发展的精华，相当于从一张白纸开始轻装上阵而又没有诸如向前兼容的负担。除此之外，我们看好RISC-V的发展潜力，更是看中了它兼有通用和开放的特点。TimeSilicon是RISC-V全球基金会成员，中国RISC-V产业联盟（CRVIC）首届理事会理事单位，是国内关注RISC-V的发展、并切实投入研发最早的团队之一。目前国内外对RISC-V的热度是比较高的，但更多的人还是处于一个观望的状态，毕竟从ISA本身的演进成熟、产品的落地、生态的形成到最终为业界所接受和认可，可能还需要一个3-5年的过程，但这并不妨碍RISC-V在物联网的某些特定的、相对封闭的嵌入式系统中率先得到应用和落地，而这正是时擎正在努力的方向, 我们也非常乐意推动生态的发展作出我们的贡献。

Q：能否具体谈一下时擎选用RISC-V作为AIoT芯片架构方案的考虑？

A：随着SOC系统规模的日益扩大和复杂化，目前SOC设计总的发展趋势是IP化，越来越多的公司都在采用类似于“搭积木”的方式去构建SOC芯片，在开发周期、成本、稳定性方面体现优势，但反过来也会导致同质化比较严重。如前面提到的，AIoT对芯片的要求是，既要具备一定的通用性，又要在某个具体应用时保持足够的竞争力和适用性，同时对成本还高度敏感。在这些限制条件下，简单的“搭积木”方式，就显得缺乏竞争力了。而RISC-V灵活、可裁剪、可扩展的特点，则正好为满足AIoT的这些需求提供了可能。另一方面，由于AIoT应用的多种多样、新算法层出不穷，ISA的影响不再仅仅局限于主控处理器。之前的AP或者MCU的SOC里，处理器核心可能也占整个芯片5% ~ 10%的面积，但现在因为你片上的各种计算处理单元加上相关的存储单元可能会占到芯片50%以上的面积，客观上就要求在芯片级别进行架构的优化和创新，反过来突出了RISC-V可定制化的优势，从而使得AIoT和RISC-V两者相得益彰。

当然，真正能做到芯片级别的架构优化，是有很高的技术门槛的。处理器不同于一般的硬件IP，它是系统软硬件交互的接口和核心。除了硬件的微架构设计、逻辑设计以外，对底层软件工具链的要求也非常高，包括对一些主流的算法库和DL框架的支持程度，这直接关系到上层开发者用户的使用体验并最终决定市场的接受度和认可度。从时擎的团队构成来看，核心成员中有接近一半是来自于Marvell之前的处理器Core团队（前身为Intel的XScale团队），也有各种形态的处理器比方说GPU、Audio DSP、SIMD、VLIW的研发经验，团队成员中有早在2014年就在研究应用于ADAS的Vision Processor的架构方案。因此说，我们团队在一个相对广义的处理器研发层面，从微架构、逻辑设计、到底层软件工具链的技能树是相对完备的。现在很多人在讲人工智能时代百花齐放的算法需求驱动计算机体系结构的发展进入到一个全新的时代，从我们的体会来看，确实是这样的。

Q：明白，那能否具体介绍下时擎芯片的情况以及优势？

A：我们目前的第一款针对AIoT的芯片产品会有两种型号，在算力、成本、应用方向会有所区分，主要瞄准的还是边缘侧智能计算的市场，目前正在跟方案合作伙伴一起，目标在智能家居、智慧城市等领域的某几个具体落地产品和场景中形成有竞争力的方案。从芯片架构上来说，我们所有的片上处理引擎和单元都是基于RISC-V架构自主开发的，具备统一的软件开发环境和接口。其中作为主控的M500会在保证实时性的基础上提供高效的算力，可以运行实时操作系统（FreeRTOS, RT-Thread），融合架构的TS-Fusion作为核心的算法处理单元，既可以灵活地支持各种传统的音视频算法，也可以高效地支持各种主流的神经网络模型，并且能够根据网络模型的特点去动态选择和调整数据流及数据复用的方式，同时也有考虑到适应未来算法发展的可扩展性、以及对网络模型小型化、轻量化趋势的支持。目前根据一些profiling的数据，基于一些经典算法原语或者是主流网络模型上的benchmark，在MAC利用效率、数据复用率、存储带宽需求以及最终的W/TOPS指标等方面都有非常不错的表现。当然这些数据本身并不能说明一切，最终还是要看我们的芯片在落地到实际应用后所体现出的竞争力如何，这个也是我们目前的工作重点。

Q: 说到落地产品中体现竞争力，其实也是大家最为关心的，特别是对像时擎这样的RISC-V新兴架构产品来说更是如此，您能在这方面再详细谈谈吗？

A：我们知道，在一个系统级的方案中，芯片确实是核心和基础，但构筑在芯片之上的整个系统软硬件方案，才是最终与应用直接接口的关键。作为芯片的供应商，不能闭门造车或者刻舟求剑，一定要从方案商以及应用开发者的角度来看这个问题，主动去适应市场的需求。作为RISC-V架构的芯片，里面又包含有各种定制的处理器引擎，所以芯片的SDK、BSP、IDE这些软件组件就显得尤为重要。因为相对于其它现有架构来说，我们基于RISC-V架构的产品除了要在成本、性能、功耗这些硬指标体现优势以外，更要特别注意降低客户导入时的门槛，理想状态下，应用开发者不需要了解你芯片底层硬件的细节，不需要知晓他的应用是具体是跑在“xPU”上，甚至不需要去特别关系你芯片所采用的指令集架构。如果做不到这一点，芯片替代和导入的成本和阻力就会很大，很大概率在市场上就只能是叫好不叫座。这也是目前TimeSilicon在与两三家方案商在芯片开发阶段就紧密合作的原因，就是希望可以借助他们芯片使用者的角度在芯片设计之初，能够更多地从形成完整方案的角度来考虑问题。

Q：从18年下半年开始，我们注意到市面上也陆陆续续有一些其他公司推出了基于RISC-V设计的芯片，想请教下时擎的产品与它们相比，有哪些区别和优势呢？

A：实际上我们确实也欣喜地看到目前RISC-V在国际和国内上欣欣向荣地发展趋势，包括架构、IP、芯片、软件、系统等各个层面都不断有进展和突破。我们非常愿意与整个RISC-V生态圈的参与者一起努力，把RISC-V的蛋糕做大，大家才有机会一起分享成功的果实。所以，在目前这个阶段，客观上RISC-V的参与者之间也许会有竞争存在，但主旋律还是合作共赢。包括我们的软件工具链等基础设施，也是构架在开源社区的版本之上进行裁剪和优化的，未来也很有可能与RISC-V生态链上更多的上下游伙伴携手共进，展开更进一步的合作。

我认为对芯片产品的分类，更多的还是要从应用出发，而不是看它本身基础的指令集架构。就好比新能源汽车，最终还是会在终端形态的轿车、SUV、VAN、货车这些类别去PK一样。这其实也提醒我们，只有一个厉害的“发动机” – 处理器或者计算引擎，还是远远不够的，同样要花时间精力去打磨其他应用相关的组件部分，比如语音应用里的Audio Codec，视频应用里的ISP、编解码器，输入输出接口等等，缺一不可。就像新能源汽车，在内饰、外观、操控等各个方面至少要做到不减分、不瘸腿，才有可能充分发挥、并进而凭借“发动机”的优势，得到市场的认可和客户的青睐。从这一点来说，我们时擎团队汇聚了不少视频、图像及多媒体领域SOC芯片设计专家，拥有很多款各种类型的多媒体芯片的设计和流片经验，这些都能够最大限度保证我们芯片一次投片成功的概率及产品应用落地的综合竞争力。

Q：James，从您的角度来看，作为一家创业公司，选择AIoT这样一个热点方向，碰到的困难有哪些？

A: 相对而言，芯片行业本身就有投入大、周期长的特点，像一颗40nm或者28nm的芯片，从研发到真正量产，最快也需要一年到一年半的时间，整个研发投入需要千万人民币甚至几千万人民币量级的资金投入。这些对于初创公司来说，不管是时间成本还是经济成本，试错压力都会很大。

特别是当我们面对AIoT这个新兴而广袤的市场时，就更是这样：因为市场上从算法到应用的需求都还在快速迭代的过程中，这种情况下要预测1年半以后的产品形态和需求，确实是我们在整个过程中所面临到的最大挑战。所以我们在实际的开发过程中，采用市场和研发并行的策略，争取快速迭代、层层推进，保证研发决策上不做翻盘、少走弯路。

另外一个方面，消费类产品市场的产品窗口往往稍纵即逝，因而对一站式完整解决方案的依赖度越来越高，相应的系统级研发和支持的工程工作量都会非常可观，对创业公司来说很不友好。在这个问题上，我们采用了与相互信任和熟悉的方案商深度合作的方式，有助于短期内资源整合、扬长避短，集中力量快速打造我们的核心竞争力。同时我们也会借助RISC-V软件生态快速发展的东风，尽可能的避免基础设施的重复工作，比如说正在与国内领先的RTOS方案RT-Thread合作完整实时操作系统的移植，而这也符合RISC-V“开放、共赢”的理念。

Q：最后一个问题，能否请您分享一下接下来一段时间里，时擎的发展策略？

A：时擎作为一家初创公司，还是要充分体现我们灵活、敏捷的特点，同时在短期内要充分聚焦在芯片设计领域，持续积累我们技术上的核心优势，在目前AIoT行业群雄逐鹿的背景下，快速找寻到属于我们自己的一席之地。在产品策略上，我们准备在1-2个细分场景上下足功夫，比如说扫地机器人地应用, 我们考虑把地图, 算法所需的内存压缩到芯片内存空间中, 把相关的器件如功放, 语音控制同样也集成到芯片中, 这样大幅降低系统开销及系统成本, 目标成为行业标杆性解决方案; 再比如说针对智能门铃/猫眼这个应用，就看如何把待机功耗、响应时间以及AI识别这些关键点做到市场上业界领先的水平，同时也要考虑模组乃至整个系统的易用性、稳定性和成本的需求，甚至包括芯片封装不同带来的贴片成本差异、PCB板层数不同所带来的成本差异等等，每个细节都不放过，争取能够以点带面，形成突破。关于这一点，我们随后也将会有更多详细的发布和介绍。

Q：感谢您对AIoT和RISC-V见解的分享，也祝愿TimeSilicon发展一切顺利，我们会对时擎科技的后续发展保持持续关注。

A：谢谢，很高兴与你交流，也欢迎业界朋友联系我们一起进一步探讨，我的邮箱是 James@timesilicon.com

蒋寿美（James）

时擎智能科技创始人、CEO，原芯原微电子(上海)有限公司副总裁，工程团队创始人，Trident 高级设计经理,  毕业于复旦大学电子工程系, 同时拥有上海交通大学EMBA 学位, 近30年集成电路、电子信息行业研发、运营管理经验， 领导过300人以上工程师团队设计成功过多款著名的芯片， 服务超过1000个全球各地客户, 如Intel, Sharp, IBM, Google, Marvell, Qualcom 等; 成功组建了Trident 上海后端团队及芯原工程团队; 具有丰富的行业背景和人脉，良好的供应商和客户关系。