芯原RISC-V低功耗AI芯片平台赋能端到云协同计算

游戏天地 2025年07月25日 22:41 1 admin

芯原是中国半导体IP领域的龙头企业，拥有六大类处理器IP及1500余个模拟数模混合IP。除IP业务外，芯原的定制芯片服务同样处于中国行业领先地位，提供从前端设计、后端实现、软件开发到封装测试的一站式服务，帮助客户完成从需求定义到量产芯片的全流程交付。目前，芯原的软件设计服务已与多家全球500强企业合作，成功交付量产SoC及MCU的SDK。

7月17日，在第五届RISC-V中国峰会上，芯原股份执行副总裁、定制芯片平台事业部总经理汪志伟分享了芯原在RISC-V领域的最新成果，并重点介绍了其与谷歌合作的低功耗AI芯片解决方案。

随着大模型与AIGC的快速发展，端到云的协同AI计算需求显著提升——从云端训练、边缘计算到端侧传感器数据采集与Token生成，各层级设备均需匹配算力与算法需求。针对这一趋势，芯原打造了基于RISC-V带AI扩展的定制芯片设计平台，核心特点包括：

始终在线与超低功耗：支持不掉电运行，并在非大算力需求时快速进入低功耗模式，需工作时可迅速唤醒；
无线方案集成：内置BLE、GNSS、Wi-Fi等芯原自研IP，实现低功耗在线连接，实时传输端侧Token至云端。

汪志伟展示了平台的实战能力：基于RISC-V的低功耗AI ISP芯片方案支持多工艺节点，通过AI增强图像处理，可为手机AP、自动驾驶座舱及主芯片提供高质量图像输出。该方案集成12个以上电源域及DVFS（动态电压频率调整）技术，已被国内主流手机厂商采用。芯原全程负责从前端设计、后端实现、软件开发到运营的全流程，仅用9.5个月即完成从需求确定到6纳米工艺首次流片并量产，同时交付量产级SDK。

在端侧与边缘/云端算力协同中，Tokenization（特征编码）技术至关重要。芯原平台可将传感器数据（如语音、图像）转换为神经编码（Token），实现数据压缩——理想情况下，语音Token数据量可压缩至原始数据的1%以下，显著节省传输带宽与存储容量，尤其适用于穿戴式及始终在线的低功耗设备。

在芯原与谷歌的合作中，针对不同层级算力需求，整合了谷歌的AI模型（如SigLip视觉特征提取、PaliGemma多模态语义生成）及芯原的神经网络处理器IP。例如，芯原帮助谷歌设计的嵌入式端侧设备已全部采用其神经网络处理器IP，覆盖从眼镜、手表（低算力）到手机（40TOPS以上算力）的多样化场景。

汪志伟重点介绍了与谷歌合作的开源项目“Open Se Cura”：该项目集成芯原自研的Kelvin IP（RISC-V边缘学习加速器），支持SIMD及传统GPU指令，便于算法工程师迁移开发。平台还扩展了内存安全功能，结合芯原的ISP、VPU、ZSP、电源管理等自研IP，提供从端侧到云端、覆盖1TOPS以下至数百TOPS算力的IP组合。

以智能门铃、安全摄像头为例，Open Se Cura芯片可生成语音Token并传输至远程数据中心处理，同时集成OpenTitan（首个开源Root of Trust安全IP）保护用户数据隐私。芯片采用FDSI 22工艺，在600MHz以下频率下实现最优功耗，并配套VAD（语音活动检测）、语音识别等低功耗软件算法。

芯原的RISC-V平台集成了三核设计、Kelvin Core、OpenTitan及PMU（电源管理单元）等多电源域划分技术，支持调频调压，满足低功耗需求。目前，芯原正在研发下一代Kelvin V2 IP，该产品支持RV32IM指令集及RVV1.0向量扩展，向量长度128bit，其面积优化至V1的50%，功耗进一步降低。