rios谭章熹：risc-米乐m6平台
雷峰网(公众号：雷峰网)按：2021年12月9日-2021年12月11日，2021第六届全球人工智能大会（gair 2021）于深圳正式召开。历经五年，见证数次潮水的转向，成为目前为止粤港澳大湾区人工智能领域规模最大、规格最高的学术、工业和投资领域跨界盛会。
gair 2021“集成电路高峰论坛：国产高端芯片之路”，集聚来自学术界、产业界和投资界的15位大咖，探讨了国产高端芯片的实力以及risc-v带给中国芯片的机会。
rios 实验室执行主任谭章熹将 risc-v与元宇宙结合，带来《risc-v专属架构芯片赋能元宇宙》主题分享。
rios 实验室执行主任谭章熹
谭章熹首先介绍，元宇宙可以追溯到早些年火热的vr/ar，在这一领域，微软hololens在技术上最为突出且已经经历了两代的发展，为应对ar/vr的结合场景，微软为hololens专门开发了一颗hpu，第二代hpu以处理器配合固定加速器的组合架构，26个处理器组成13个核心，算力达到彼时顶配。
但值得注意的是，这颗hpu tensilica功耗高达2.4w，难以被集成到手机或头盔中，导致装备过大，严重影响外观设计，成本昂贵，无法满足真正的vr/ar需求。
谭章熹指出，结合现在的计算机技术，基于risc-v，业界有能力设计出比hpu更好的芯片，睿思芯科已经做出了一些验证。
risc-v 具体如何在元宇宙的世界中发挥作用？谭章熹的演讲中有更多信息。
以下是谭章熹在gair 2021 上的演讲内容，雷峰网对其进行了不改变原意的编辑整理：
历史上的技术代表微软hololens
最近，tsmc董事长刘德音表示，未来的元宇宙将对半导体产生重大影响。ar将替代现在的移动手机，vr替代pc，元宇宙是半导体领域未来半年最大的生意。
最新的一些报道称，苹果明年可能会推出眼镜，从虚拟世界的交互带来新的用户体验，这也有可能会是苹果继iphone之后又一次革新。
事实上，并不是2021年才有元宇宙，回顾世界上的元宇宙玩家，2015年甚至更早之前，google就推出了cardboard，当时下载量超过160 百万级，玩家体量大。
另外，valve s，magic leap，facebook收购了 qculus quest 2。2020年，facebook vr全球市占率达到38%，非常高。
技术上做的最好的公司是微软hololens，目前已经发布了两代产品。第一代于2016年发布，第二代于2019年发布，产品较为完备且用户体验不错，是ar和vr领域较为典型的代表作品。
holoens也是技术上最为开放的设备，大家可以看到典型应用场景中，包括虚拟和现实的交互式教育、3d建模。
如果将hololens拆开看，是非常神奇的应用，有非常多新技术的探索，包括传感器和手机app。
先后两代hololens所使用的处理器区别较大，第一代使用intel的处理器，第二代使用了高通的处理器。最为重要的是，微软还为hololens专门开发了一颗芯片，这颗芯片做了很多既不是gpu也不是摄像头做的事情，例如能获取视觉提示，始终跟踪手的位置，这需要对各个方位都非常敏锐，且能实时响应，类似ar和vr的结合，运行大量算法，因此区别于传统的cpu和gpu，微软将其称之为hpu（holographic processor unit）。
与hololens产品迭代一致，hpu也迭代两次，第一代使用台积电28nm工艺，650万电路，主要用到24个可编程的tensilica核心，相当于计算核心，里面有大量的存储，64mb的cache和1gb的ddr3；第二代 hpc采用台积电16nm工艺，芯片面积扩大到将近80平方毫米，约为第一代的两倍，另外增加两个核心，与上一代相比算力提升至1.7倍，存储带宽提升至2倍。
值得注意的是，在推出第二代hpu时，额外增添四项工作负载：手势、眼睛、理解场景语义和空间音频，现在的苹果耳机已经开始实现空间音频。
第二代hololens，核心处理器使用了tensilica processors，该处理器由2000年初mit团队创立的公司设计，通过增加扩展指令和可编程性提高计算能力，该公司于2012年被eda巨头们收购，后来的tensilica处理器围绕音频、视频展开，被认为是并行处理器。
hpu中的tensilica处理器核心分为两种，一种是用来做浮点运算的向量处理器，一种是定点处理器，整体上是高度异构的可编程架构。从数据位宽来看，未来的hpu位宽会越来越宽。
tensilica的核心是什么？通过异构包括指令化定制完成，微软在第一代hpu中增加了超过300条的定制化指令来做数学运算，提高计算目的。此外，微软还增添一些硬件单元，类似于如今gpu中做的3d，是非常有意思的设计。
不过hpu也有一些不足之处，例如功耗达到2.4瓦，这意味着hpu运行35分钟，温度将达到85摄氏度，如此高的温度决定了hpu最终无法被放置于手机中，这也正是hololens设备体积大，售价高的原因。
基于risc-v，与hpu相媲美
如今的工艺制程已经更加先进，结合现在的计算机技术，我们能否做出比hpu更好的处理器？答案是肯定的，我觉得risc-v开源架构是非常重要的技术。
risc-v是加州伯克利2010年开发出来的精简指令集架构，非常精简且免费，相当于处理器中的linux，同时也是模块化的，任何人、任何组织都可以根据自己的应用需求增加模块，甚至定制自己的指令集。通常，我们在设计芯片时会想要覆盖云端和终端，risc-v同样也有云端和终端产品。
十年以来，risc-v已经形成非常好的开源社区生态，大家对软件知识、硬件支持已经形成了一定的合理，重要的是，我们发现在很多安全问题上，开源的risc-v有着天然的优势。
2010年，我在加州伯克利读博，risc-v发展的前五年，只是做一些标准化顶定义，后面我们做了大量的测试芯片，同时成立了risc-v国际基金会，现在基金会已经迁移至瑞士。知道2105年，才慢慢有大企业真正将risc-v引入到产品中，包括mcu以及后来推出的高性能risc-v处理器，将ssd全部放入risc-v处理器中。
去年intel宣布收购sifive，就是为了与arm竞争，今年苹果也对risc-v的开发指令、扩展指令方面有一些研发布局。回顾过去十年的发展，risc-v从简单走向高端，甚至定制化场景。
基于risc-v的处理器，能够与hpu处理器相媲美吗？答案是肯定的，我们孵化的睿思芯科就是一家主要做高性能risc-v的公司，我们比较了目前最好的处理器与算法，结果显示，我们产品的算力最多能跑出tensilica的 4.7倍，且发热不到tensilica的60%。在电池寿命方面，我们的产品是tensilica的211%。
risc-v加上扩展指令可以与传统的dsp相媲美，而且可以获得成倍的性能和功耗提升。
此外，tensilica基本与arm处理器一起使用，不过arm需要通过保护isa固定授权，而risc-v是开源的，场景定义更灵活，迭代速度也会远远超过arm。为什么苹果选择自己做处理器？这正是因为它没法接受arm公司推出的处理器每18个月更新一代。
站在全球角度，目前所有的公司，中国、美国，甚至欧洲的公司，都在找除了arm之外的指令集架构，risc-v提供了非常好的选择。
综上所述，结合元宇宙，我觉得元宇宙在基于risc-v定制化指令的架构会带来革命性的影响，会服务真正的元宇宙硬件，谢谢大家！
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