瞄准FPGA AI 应用开发,「深维科技」想通过先进EDA工具提升开发效率

2017-09-21 15:34 VR/AR 来源:创头条 查看原文

人工智能的三大核心要素包括数据、算法、计算能力。其中,在提升计算能力方面,目前多还是通过延续传统计算架构,加速硬件计算能力,主要以3种类型的芯片为代表,即GPU、FPGA 和ASIC,而当传统X86架构芯片无法满足用户需求时,新一代的计算芯片平台也便成为行业进一步角逐的重心。

从目前市场来看,主流方向多采用GPU,但鉴于其功耗高、实时性差等问题,逐渐转向FPGA、ASIC芯片。其中,ASIC是为了某种特定的需求而专门定制的芯片,其优点在于体积小、功耗低、计算性能高、计算效率高、芯片出货量越大则成本越低;但相应的,鉴于其算法是固定的,一旦算法变化就可能无法使用,以致开发风险极大;相比之下,FPGA则具有低延时、低功耗、可编程灵活性高、开发周期短、后期可升级的优势,但同时也会受到成本、功耗、编程设计的限制。

综合来看,ASIC需要有足够大的市场保证成本价格,且周期很长,不适合深度学习CNN等算法正在快速迭代的领域,目前只有谷歌等极少数公司敢于尝试。而FPGA能够满足复杂且不断变化的云应用工作负载需求,同时也适合图像、视频、语音流、传感器高速信号流、超高速网络包处理并且要求实时性的场合。近两年,全球七大超级云计算数据中心包括 IBM、Facebook、微软、AWS 以及BAT、华为也都采用了FPGA服务器。

如此现状下,深维科技作为一家面向AI应用的FPGA计算平台提供商也便应运而生。在创始人樊平看来,目前FPGA在AI应用领域仍存在三类问题:其一,编程困难,鉴于RTL编程复杂低效,HLS设计又不够成熟,编译时间漫长且调试困难;其二,硬件系统设计复杂,目前异构计算体系复杂需要定制软件栈;其三,人才匮乏,培训体系落后等问题。

为了解决这些难点,深维科技基于现有的FPGA芯片推出了一系列面向AI应用的FPGA设计工具,提供FPGA AI应用加速服务。比如,针对开发环节,提供领域专用的开发工具、专用高效开发语言、专用的调试工具;针对硬件系统设计,提供标准化专用系统设计工具等。简单来讲,深维科技致力于通过提供一个平台让FPGA更好用,以提升AI计算性能,降低AI部署成本,以提高用户的开发效率。

目前典型的设计工具包括,通过DPNetGen可以自动完成从Caffe网络模型到Verilog代码的AI算法描述转换、DNN网络FPGA集群实现自动优化算法,通过DPComp工具对AI应用的针对性优化策略,可以提高FPGA实现结果的性能。从实际应用效果来看,相比于传统设计,基于深维设计工具的FPGA加速可以使工具运行速度提升10倍,结果质量快10%,开发过程时间是原来的1/10,使用的资源数量也会相应降低。

至于如何实现技术落地,樊平也告诉36氪,公司预计明年正式推出计算平台服务,前期则会在相关行业应用上选择落地场景,比如机器视觉、语音处理、医疗诊断等。现阶段公司集中在机器视觉方向的应用场景则包括“云”和“端”两方面,“云” 端包括AI图像结构化信息提取、AVS编码算法等,“端” 包括智能摄像机设备等。未来,也不排除开发自主FPGA AI芯片。据悉,目前公司与Xilinx、Altera都有建立合作关系,同时跟华为、恒扬、北大数字媒体所、北大高能效计算中心等在FPGA开发、设计加速方面也在进行合作。

盈利方面,未来则主要涉及三条路径:其一,通过提供模块、开发板、芯片等硬件产品,按出货数量收费;其二,提供IP授权服务,可收取一次性授权费+版税;其三,提供软件服务,包括基于Saas的云设计加速、本地安装版工具以及OEM版本,根据客户具体需求相应收取相关的授权费。

而论及行业竞争,在提供FPGA AI应用加速服务上,一方面未来可能会面临来自FPGA芯片厂商的竞争,目前Xilinx、Altera分别占据了全球49%、39%的市场份额,国内则有同方国芯、京微雅格等,作为芯片厂商自身也会提供相关的工具,但鉴于AI应用整体还处于相对初期阶段,目前多服务于通信等领域;而另一方面,目前国内人工智能芯片典型的创业公司包括寒武纪、深鉴科技、地平线等也都在致力于提升计算,其中,寒武纪已近期完成1亿美元的A轮融资,其主要侧重ASIC芯片方向,而较为类似的深鉴科技,则是面向FPGA平台的神经网络压缩,已于今年年初完成数千万美元的A轮投资,投资方包括赛灵思、联发科MTK等。

相比之下,樊平也表示,深维科技前期并不会直接进入AI芯片领域,而更侧重于FPGA AI应用开发,通过先进EDA工具提升开发效率,在产品的走向上也更为灵活;此外,公司的核心技术成员交叉覆盖AI应用算法和FPGA核心技术,团队多来自于Cadence、IBM、京微雅格、中科院、复旦微电子等,对行业的理解以及产品工程能力较有优势。创始人樊平,自身作为北航计算机学士硕士,具有十三年行业经验,曾任京微雅格技术总监、Cadence高级软件工程师、IBM软件工程师,在FPGA芯片架构设计与评估技术、FPGA EDA工具算法、高性能算法等方面具有深厚的积累。

据悉,目前深维科技正处于A轮融资阶段,将主要用于团队扩建以及行业应用的落地推广。

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