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| 本文作者： 吳優(yōu) | 2022-05-10 08:30 |
早在2012年，中科院啟動信息技術先導專項，布局下一代信息基礎設施IT3.0研發(fā)，開啟了一項名為“海云計算”的戰(zhàn)略。
其中，陳云霽和陳天石博士帶領的團隊深耕“云計算”，創(chuàng)辦了研發(fā)面向服務器的加速芯片的寒武紀，后來成為科創(chuàng)板AI芯片第一股，備受業(yè)內關注。
在“海計算”，即物端計算領域，則是由張磊博士和王元陶博士帶領的團隊，實現面向海量終端設備的本地加速和互聯(lián)互通，直到2018年，在中科院計算所的大力支持下，以物棲技術棲息萬物之名，創(chuàng)辦了面向物聯(lián)網的中科物棲公司。雖然中科物棲不如寒武紀知名度高，但也大有可為。
5月10日，中科物棲宣布完成近3億元Pre-A+輪融，由南京麒麟、中科先進、中科圖靈、國家科技成果轉化引導基金、賽富等聯(lián)合投資。中科物棲創(chuàng)始人張磊表示，本輪融資將主要用于核心技術的研發(fā)、創(chuàng)新應用場景與業(yè)務拓展。
國內最早接觸RISC-V的初創(chuàng)團隊，與寒武紀“師出同門”
始于中科院，中科物棲沒有選擇生態(tài)完善的X86和Arm架構，而是選擇了尚未成熟的RISC-V，是國內最早接觸RISC-V的初創(chuàng)團隊之一。
選擇RISC-V指令集架構，與創(chuàng)始人張磊在中科院計算所的工作經驗密切相關。
“許多年來，我們一直在研究芯片系統(tǒng)并希望能有所創(chuàng)新，但無論是x86還是Arm，知識產權都歸公司所有，想要改動就必須付費，這對學術研究并不友好，難以在經費不充足的情況下取得創(chuàng)新。為此我所在的研究小組一直在尋找開源指令集。”張磊介紹道。
Open RISC是張磊等人最早嘗試的開源指令集，這一指令集由開源組織OpenCores提供，但后來其母公司ORSoC AB在2015年處于盈利考慮將業(yè)務重心向礦機轉移，Open RISC社區(qū)生態(tài)因無人維護而式微，與此同時，加州大學伯克利分校的David Patterson正在力推開源開放的新型指令集架構。糾結一段時間后，看中伯克利影響力的張磊終于同研究團隊從Open RISC全面轉向RISC-V。
在那之后，第四屆RISC-V研討會在MIT召開時，張磊還在大會上做了相關報告，是全場唯一一名華人?；貒?，在業(yè)內普遍不了解RISC-V究竟為何物的情況下，張磊推動了中科院加入RISC-V國際基金會，中科院自此成為國內最早加入RISC-V基金會的組織。
到2017年，張磊所在研究小組成員開始初次嘗試用RISC-V研發(fā)芯片?！拔覀儺敃r看好RISC-V，所以想著趕緊做一顆嘗嘗鮮?！睆埨诨貞浀健Ｓ谑菑埨诘热死蒙鐓^(qū)里開源的代碼，加入了自己的設計，設計出基于RISC-V的CPU。
這顆芯片采用55nm制程，是國內最早采用RISC-V指令系統(tǒng)的芯片之一，擁有異構雙核處理器，融合了可編程AI專用加速器NPU。
2018年5月，第一顆RISC-V CPU測試完成后，張磊及其團隊正式創(chuàng)辦中科物棲，并開始著手第二顆芯片的研發(fā)。
2019年5月份，中科物棲第二代JX2流片成功，這是國內首顆可運行Linux系統(tǒng)的RISC-V芯片，支持20多種主流AI算法模型。
JX2流片成功之后，張磊等人發(fā)現生態(tài)不健全的RISC-V存在軟件適配等方面的問題，因此沒有量產JX2，而是繼續(xù)研發(fā)JX3，并采用RISC-V + Arm混合架構，在2021年實現量產。
五年沉淀，軟硬件解耦應對碎片化
讓人好奇的是，中科物棲和寒武紀作為中科院計算所同一個專項中的兩家公司，為何中科物棲目前還處在成長期？
張磊向雷峰網(公眾號：雷峰網)解釋道，中科物棲面向的是大量碎片化的智能設備，寒武紀面向的使用場景更明確和集中，因此中科物棲沒有辦法同寒武紀一樣集中爆發(fā)，快速打開市場。
“物棲面向海量物端設備，需要應對碎片化的挑戰(zhàn)，所以我們必須把我們的平臺、技術和產品質量標準化之后才能推向市場，同時需要客戶的反饋，需要一定的時間。”張磊說道。
對于物聯(lián)網碎片化，張磊認為，物聯(lián)網碎片化只是現象，不是問題，不能改變它，只能適應它，因此在過去的五年里，中科物棲一直在尋找應對碎片化的解決方案。
事實上，整個計算機系統(tǒng)分為四個部分，處理器、內存、通信、輸入輸出模塊。由于不同的物聯(lián)網設備有不同獲取信息的方式，或采用控制馬達、或使用攝像頭采集圖像信息、又或者采用其他類型的傳感器，因此輸入輸出模塊成為物聯(lián)網碎片化的最大源頭，其它三個模塊作為每個物聯(lián)網設備都必須擁有的部分，存在一定共性。
“所以我們把共性的部分標準化，將芯片內存、Flash、Wi-Fi等放在一個拇指大小的機器上，配備不同大小的算力、內存，做成低配、中配、高配三個版本，供客戶挑選，把個性化的東西留給客戶?！?/p>
“拇指大小的機器”，正是中科物棲自研的物端超微計算機“寄居蟹”，“寄居蟹”集成了中科物棲自研的“JX”系列芯片，預裝物棲OS智能操作系統(tǒng)，并采用2.5D/3D封裝技術將存儲、通信系統(tǒng)進行裸片級整合，從而將一個完整的計算機核心系統(tǒng)濃縮成只有SD卡大小的超小尺寸All-in-one整機。
另外，物棲的超微計算機與外圍設備采用標準的可插拔接口方式，可通過如PWM、I2C、UART、GPIO、USB、SDIO、SPI，MIPI 等接駁各種傳感器和執(zhí)行器，意味著在物聯(lián)網設備上能夠實現即插即用，降低硬件產品的開發(fā)和創(chuàng)新門檻。
除了硬件層面的標準化，物棲也從軟件層面著手，實現軟硬件解耦，即讓軟硬件分別按照各自的迭代速度發(fā)展。
張磊表示，現在做硬件的人也會定義硬件上的軟件，例如小米的智能插座，軟硬件都是小米自己做，但手機上的軟硬件完全不同，軟件完全由第三方支持。“按照手機的邏輯，軟硬件解耦之后，能夠很大程度地解決物聯(lián)網碎片化需求的問題?！?/p>
正因如此，中科物棲推出了物棲OS操作系統(tǒng)，將硬件設備和軟件應用解耦，讓物聯(lián)設備成為第三方應用的開放平臺，從而實現功能的擴展。
雷峰網了解到，物棲OS包括設備開放平臺（硬件接入）、第三方開發(fā)者平臺（小應用開發(fā)）和物棲冒泡(用戶入口）三大核心部分。設備開放平臺面向不同能力的物端設備提供基于裸金屬、Linux和AOSP內核版本，第三方開發(fā)者平臺則面向物端設備的應用市場，支持第三方開發(fā)者低代碼實現“人機物”智能應用場景，物棲冒泡則是終端用戶進入物棲OS、連接控制設備和獲取信息等的入口。
復制電腦、手機范式，自建物聯(lián)時代的Wintel
“物棲的創(chuàng)辦初衷就不是一家只做芯片的公司，我們想要做的是芯片加操作系統(tǒng)，只是研發(fā)順序上芯片靠前，操作系統(tǒng)靠后，而芯片研發(fā)又比較麻煩，慢慢暴露出節(jié)奏的問題?！睆埨谡f道。
物棲堅信自己選擇的道路，認為信息系統(tǒng)的價值鏈自始至終都是從上到下傳遞。
英特爾幾乎是PC時代最值錢的公司之一，追根究底，除了英特爾自身的實力外，最主要還是有微軟與其構建的Wintel聯(lián)盟，Windows操作系統(tǒng)擁有包括office、瀏覽器IE等在內的面向用戶的大量應用，因此英特爾的價值被進一步拉高。
同樣的，自上而下的價值鏈也在移動智能時代上演，誕生出Arm+安卓強綁定組合。
正因如此，張磊意識到無論RISC-V AI芯片做得如何出色，沒有與之強綁定的操作系統(tǒng)系并衍生出應用軟件，最終就不會具備絕對的價值。
“所以我們當時先做周期比較長的芯片，實際上整體規(guī)劃是從芯片到操作系統(tǒng)，再到最終用戶。”張磊說道。
目前，中科物棲已經初步實現當初的規(guī)劃，搭建了一套從芯片到操作系統(tǒng)再到超微計算機的解決方案，被應用在家居、醫(yī)療、運動、健康、融媒體等多種場景。
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