中国科学アカデミーからSchlumbergerへ:中国の超高性能チップの誕生

5Gの到着が加速しています。

現在、5Gは、標準設定の重要な段階にあり、6月には今年、国際標準化団体3GPP 5Gは、国際標準規格の最初のバージョンの完成に近づいては4月24日、また優遇政策途切れない一方で、発展改革委員会は、財務省は5Gを減らすために、円形の発行しました公衆移動通信システムの周波数占有料金基準......

5G技術は自動車を含む、ロボットの様々なサポートすることができないだけで(20.11 + 3.93パーセント、診断株)円滑な相互運用性は、スマートフォン、スマートホーム、人工知能、ビッグデータやクラウドコンピューティングの多くの分野で達成されるであろう "品質のアップグレードされた基本技術。

この対向波の5G面、中国のチップ業界準備はいいですか?まだ現在のベースバンドで。を楽しみにして作られた中国の知恵の代表、Huawei社ハスとして道路抵抗と長いが、Huawei社ハスが、唯一の中国企業は、様々な要素、また一晩の蓄積の結果として、クアルコム、Huawei社は30年と比較しています。

ベンチャー企業レベルでは、同社は特に特別なものもあります:オートメーションの科学研究所中国科学院から生まれた、オートメーションのIC設計特別(1992内に形成された)Silang技術では、センターの元ディレクター、科学の元中国科学院院の元国立工学研究センター博士王東林がディレクターを率い、高性能マイクロプロセッサMAPUフィールド、MAPU初めて代数的アルゴリズムレベルのグローバル最適化を開発し、高度にプログラムしている、シリコン成功は2015年でした。

UCP 5Gのための通信では、マルチメディア志向のエリア:MAPUは、国際巨人プログラマブルプロセッサの性能、および消費電力の同等のASICベースのMAPUより、Silang技術をさらに発展し3つの主要分野のプロセッサを実現することができるだけでなく、 UMP、HPPを搭載しており、同時にAIドメインプロセッサであるディープニューラルネットワークエンジンNNEを搭載しています。

最近では、オートメーションの科学研究所の中国科学院、投資コミュニティはSilang技術の創設者兼チーフ・サイエンティスト王東林をインタビューする。王東林は、最初のワットあたりのパワーとパフォーマンスを計算する際に、このアーキテクチャ設計MAPUに基づいて、国際的なレベル代数的アルゴリズムのグローバルな最適化コンピューティング "アーキテクチャで前方に置きます国際先進レベルと比較して。

Systech創設者兼チーフサイエンティストの王東嶺

高性能マイクロプロセッサMaPU

Wang Donglin氏は、MaPUの最大の特長は、高いコンピューティングパワーと低消費電力ということです。

現在、市場で一般的に使用されているいくつかのタイプのプロセッサがありますが、1つはプログラマブルプロセッサで、インテル、TIのプロセッサなどプログラマブルで適応性がありますが、利用率が通常20%〜約15%より高いエネルギーである。TIプロセッサ、最大利用オペレータは単独でこれらのプロセッサの周波数が非常に高いこと。のみ40〜50%であることがあるので、かかります複数のリソースが、その実行効率は高くありません。

プログラマブルASICは、これは実際には加速アルゴリズムであり、その効率はほぼ100%に近い、非常に高くなります。ハードウェアおよびアルゴリズムフロー制御アルゴリズムが書かれている使用して、プログラムなしでもあります。

明らかに、プロセッサとプログラマブルASICの間で消費電力に大きな違いがあります。ASICの質問は、高効率であるが、このアルゴリズムは、このチップを使用することはできません限り、アルゴリズムの変更など、変更することはできません。

MaPUは、ほぼASICの効率を達成することができ(計算資源の使用率は90%以上に達することができます)、また両方の利点を備えた高度にプログラム可能です。

スーパーコンピューティングチップを例にとると、MaPUの性能と消費電力は世界最高です

王東林ビューでは、現在主流のプログラム可能なプロセッサコアの問題は、それが可能な限り地元の並列実行を実現するために、ランタイム技術で複数の送信を通じてシャッフルしようとしている伝統的な建築、命令レベルと低いことである。これは、チップのコンピューティングリソースをもたらしました利用率は、データIO、大きなダイナミック消費電力、ワットあたりの高くない、全体的なパフォーマンス、もはやダブル今日の社会のマイクロプロセッサの巨大なコンピューティングパワーと低消費電力化のための欲求を満たすために大量の高いものではない。もしアルゴリズム全体からアプリケーション時間と空間の異なる次元、パラレルな性質、特性を考慮し、全体的な仕上がりを最適化するために並列にそれらを使用するために、そのカーネルの電卓の使用量が大幅に改善されます。王東林と彼のチームは、精密測定及びテストされているので、代数アルゴリズムレベルの大域的最適化のための解法が提案される。

「あなたは、いわゆる代数命令の伝統的な命令セットアーキテクチャレベルの命令は、算術計算され、代数的アルゴリズムを達成することができ、命令、」王東林はMAPUソフト代数命令」、MAPUは代数グレードの算術命令にアップグレードする、と述べました(適応アルゴリズムを用いて)ゼロに動的再構成遅延線アルゴリズム実行処理のグローバル最適化を達成するために、実質的に同じアルゴリズムASICアーキテクチャを実現するアーキテクチャ。 '

簡単に言えば、MaPUは、アプリケーションレベルのグローバル最適化と高再構成可能なコンピューティングアーキテクチャとストレージアーキテクチャをソフトウェアレベルでサポートし、現場に柔軟に適応できます(5G通信、マルチメディア、スーパーコンピュータまたはマニュアルインテリジェントな各種アルゴリズム)、MaPUはASIC、FPGA、CPUのメリットを兼ね備えており、ASICの性能比に匹敵するソフトASICです。

「MaPU-代数マイクロプロセッサ、代数レベルに元のパラレル代数、ハードウェアアーキテクチャの並列メモリアーキテクチャ及び命令セット、スカラー算術リフト/スーパースカラマイクロプロセッサー・ハードウェアサポートの大幅な技術革新は、大きさを向上させます計算集約型フィールドマイクロプロセッサのエネルギー効率の比。王Donglinは要約する。

次に、特定のパフォーマンスと電力消費率を考慮して、Wang Donglinは一連の直感的な比較データを示しました。

オーロラH1.0スーパーチップでは、例えば、集積チップ32個のHPP処理コアは、倍精度浮動小数点処理能力を消費し、64 @ 4,659GFLOPSに到達評価する唯一の約40W、64 @性能116GFLOPsの消費電力/ W、世界で初めて。

したがって、MAPUの量産アプリケーションの後に、そのユニークなアーキテクチャの利点は、独立した中国のエレクトロニクス業界の革新と発展をリードするよりも、同じエネルギーで巨大なコンピューティングパワーを解放し、マイクロプロセッサアーキテクチャにおける大きなブレークスルーを達成するために私たちの国を有効にするために期待されています。

この点で、科学社長バイ・チャンリの中国科学院のメディアは、今年三月に言った:「ハイテク製品の開発では、中国科学院は、代数完全に独立した知的財産権は、国際先進レベルに達し--MaPUマイクロプロセッサと、プロセッサを解放しようとしています。 MaPUシリーズプロセッサが登場した後、彼らは家電市場のコンピュータ、通信、その他の分野で輝くと考えられています。

「MaPUの3人の子供たち」

スマートテクノロジーは、MaPUに基づいて、5G通信分野のUCP、マルチメディア分野のUMP、ハイパーコンピューティング分野のHPPの3つの強力なフィールドプロセッサをさらに開発しました。

UCP:世界で初めてソフトウェア定義無線の完全実装。

UCPは、プロセッサ、モバイル通信の強化一般通信プロセッサコアチップ5Gマクロ基地局のためMAPUで、カーネルは、UCP複合5.8GあたりFFTポイントを行うことができ、及びLDPC符号化は、2.5Gbpsの復号55GBPSごとに行うことができるよれ予備計算によれば、20のUCPコアを有するベースバンドプロセッサは、64アンテナ5Gマクロ基地局のすべてのベースバンド処理要件を満たすことができる。

'FPGSを使用して5Gシステムを構築する場合は、システムソリューションを実現するために複数の相互接続が必要となり、FPGAベースの回路システムは一般的に<400-600MHz, 片间互联总线带宽受限, 运算能力受限, 这将成为实现5G系统的瓶颈. ' 王东琳说.

現在、UCPコアは、ソフトウエアで定義された5Gワイヤレス伝送ベースバンド処理システムを許容可能なコストで実現する国際的なトッププロセッサコアです。

5G規格のため、5Gアルゴリズムベースバンドコアに対応するためにすべての端末を再埋め込みする必要があります(元のベースバンドコアまたはDSPコアは5Gダウンリンク受信を処理できません)オールインワンの無線通信機器、さまざまな分野のブロードバンド自己組織化ネットワーク端末は、UCPが完全なソフトウェア定義の無線技術を通じてその能力を発揮する能力も備えています。

UMP:スマートフォンのおかげで、スマートTVは視聴覚体験を使ってオンラインでアップグレードでき、高精細写真、ビデオなどのアプリケーション用のスーパーエンジンを提供できます。

UMPは、スマートフォン、スマートテレビのマルチメディアマイクロプロセッサコア用のMapuの第2の「子供」です。

UMPは、MaPU基本アーキテクチャに基づいたより効率的な並列処理アーキテクチャを発明し、さまざまなタイプのビデオ処理オペレーションのパフォーマンスと電力比をASICに匹敵するものにしました。

Wang Donglin氏は、「この機能により、TVメーカーのビデオおよびオーディオ処理アルゴリズムを使用した家庭用テレビで、ビデオとオーディオのオンライン体験を向上させることができます。 。

4 UMPコアと1 ARMコアで構成された4つの超高精細TVエンジンチップ(最大8ワット)は、Androidベースの4K超高精細テレビおよびTVシステム管理のすべてのビデオおよびオーディオ処理要件を満たすことができます。サムスンのハイエンドTV 14 UMPコア+ 1 ARMコアスーパーTVエンジンチップにより、8K Ultra HD TVのすべての処理およびコンピューティングニーズに対応します。

Silangは低い方で、それはスマートテレビやスマートフォンであるかどうか、あなたは、高精細ビデオで大きなパフォーマンスのジャンプを達成することができ、AIニューラルネットワークエンジンNNEカーネルの被写界深度の研究開発を追加し、マシンビジョン、ヒューマンコンピュータインタラクションの側面、そのので、国内の消費者向けエレクトロニクス製品の後最初のスーパーTVエンジンチップは2018年に完成し、スマートTVメーカーに適用してアプリケーションを宣伝することができます。

インテルの最新プロセッサーと比較して、HPPコアのスーパープロセッサーは消費電力がほぼ一桁高くなっています。

現在、MAPU第三「子」HPPカーネルはすでに成熟した製品です。

「コアMAPUが建築技術革新または高密度計算により得られたコンピテンシー。」したがって、王東林は、MAPUによる汎用コンピューティング強化コアHPP(高速処理)のためのスーパーコンピュータのマイクロプロセッサを構成するハイエンドサーバのニーズを満たすために待って。

(完成予定のシートおよびベータの終わりを流れ)クラスのスーパーコンピューティングオーロラH1.0-- MAPUマイクロプロセッサを開発するために、他のマイクロプロセッサベースの国際スーパーコンピュータよりもはるかに多くの電力性能評価オーロラH1.0によって設計され、それはスーパーコンピューティングシステムとスーパーサーバのコアプロセッサとして使用することができます。

王Donglinはデータのセットを与えた:

オーロラH1.0のスーパーコンピューティングプロセッサおよびIntel Xeonファイ最新のパフォーマンス・ベースのHPPカーネルかなり、しかし16/32/64/128少し柔軟復興、ほぼ1桁によって、ワットあたりの性能:同じ64ビット浮動小数点を提供するために、場合、のIntel Xeonファイプロセッサは300Wオーロラ点性能H1.0(2X16二つのコアHPP)電力は40Wです。

NNE:トップディープニューラルネットワーク処理

他の製品Silang:NNE継承と「同心最適化されたストレージアーキテクチャモデル」のMAPUを開発し、ニューラルネットワークの深さのために最適化加速するニューラルネットワークエンジンは、利点が主流ニューラルネットワークのためのものである、高スループットのネットワーク全体、低需要と消費電力、およびかなり緊張しますが、より効率的なネットコア性能NVIDIAの深さをフェッチ吸収。Silang NNEニューラルネットワークMAPUグローバル最適化のアイデアのストレージシステムの構成および深さで、前回の利点よりもワットあたりのパフォーマンスが大幅に。

「NNEは、深い学習トレーニング、特別支援インテリジェントな推論をサポートすることができ、ビデオの画像認識の面で最適化された特別な操作を行うために、ターゲットの検出、識別、ビデオ画像の構造的側面でより顕著な利点があります。」王東林紹介を。

予想されるシナリオは、このシーンでは、インテリジェント駆動している複数のカメラ画像のUMP高速処理とターゲットを識別するために抽出し、NNE理解判定処理を担当する道路、状況や重要な情報を意思決定を提供し、制御に必要なドライブ、およびUCPは、車のネットワーク通信機能の非常に短い遅延を提供する責任があります。

GaNは、ベンチに座って10年近く研究開発を主張し、研究チーム

Silangとその前身チーム、2009年から完全に独立した技術革新のMAPUのマイクロプロセッサ・アーキテクチャを開発するために、新しい命令セットアーキテクチャの導入を検討し始めた困難な年の9年を経ているが。元の状態に固有の集積回路設計のR&Dチームエンジニアリングおよび技術研究センターの70以上のコア研究スタッフ。

2017年の第二四半期に開始した、チームは会社の運転を開始しました。

王東林は同様に信仰の当業者、チームメイトである。チップや他のハードウェアは非常に苦い、所得が高くないやっているのでICフィールドは常に。才能の欠如、スタッフの不足であったが、卒業後、多くの優秀な学生は、金融、インターネット業界を好みます。あなたは、チップの職人精神を持っている必要があり、研究開発を行うために心を沈めるために喜んでトップ技術者を必要とし、研究開発の圧力の長期的な成功に耐えることができます。Silang科学技術R&Dチームでした。

5G通信、スマートフォン、スマートホーム、スーパーコンピューティング、スマートドライブ、知恵:それぞれの分野におけるプロセッサの機能強化のベースにMAPUいくつかの領域は、実際には、また、実用的なさまざまなシナリオに分類するために組み合わせて使用​​することができ、自分の長所を持っています都市、ロボット、ドローンなど

「ムーアの法則が常に適用できない、世界で遭遇チップ性能のボトルネックをアップグレードし、私たちが追いつくするための最良の機会であることを起こるいる。」王東林は土台が果たしてきた、私たちは9年間行ってきた、チップは、業界で忍耐が必要である」と言いOK、次の重要なことは、実際のアプリケーションに合わせて最適化することです。

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