集微網消息，指令集架構是處理器的抽象模型，目前主宰微處理器市場的主要指令集架構包括 ARM、MIPS、POWER 和 X86 等，經過多年的發展，上述架構已擁有穩定成熟的軟體生態，同時也存在一些問題，比如為了獲取兼容性而引入了複雜冗長的指令，以及防止軟體生態的碎片化而採取了封閉式指令集維護，這使得客戶不可隨意擴展其該架構的指令集。在IoT/AIoT大行其道，定製化的硬體軟體（DSA/DSL）架構盛行的今天，這種封閉式的指令集架構存在的問題逐漸顯露。
每個時代都有其鮮明的時代特色，處理器指令集架構也不例外， RISC-V 指令集架構就屬於時代催生的產物，憑藉其免費開放的指令集、便捷的指令集擴展標準等優勢，一經問世便深受國內外晶片設計企業、高等院校和晶片設計愛好者的歡迎。
目前有很多開源組織、科研院所、商業公司無償開源其 RISC-V 處理器IP及相關工具軟體，其中有些開源 RISC-V 處理器IP在性能和功耗等方面能夠與商用處理器 IP 媲美，甚至超過了部分商用處理器 IP。
作為指令集架構大家族中的新貴，RISC-V 尚屬發展的早期階段，雖然基礎指令集的定義已經完善，但有不少指令擴展標準還在開發階段。更值得一提的是其軟體生態的發展，用匱乏來描述毫不誇張，也正是這種匱乏在制約著 RISC-V 的進一步推廣以及在實際晶片產品中的應用。但從目前開源 RISC-V 處理器的個數、增加的速度和代碼的質量來看， RISC-V 有著不可估量的發展前景，同時它也預示著硬體開源時代的到來。
正是在此背景下，海山和海明兩兄弟義無反顧地踏上了創業之路，他們不僅都是資深的開源愛好者，同時也是最佳合作夥伴，其中海山主要研發軟體，海明主要研發硬體。能夠軟、硬體互補是他們最大的優勢所在。
圖示：譯芯科技創始人海山和海明
兄弟二人聯手踏上創業之路
早在 2006 年開源微處理器還未被行業所了解和接納的時候，二人便開始利用業餘時間合力打造 5 級流水線的 RISC 處理器 Potato-I 及配套的 GCC 編譯器，最終以參賽的形式將處理器代碼提交到 Xilinx 的 OpenHW 網站，並在第一屆 Xilinx 開源硬體大賽上取得優異成績。
處理器架構的優美和編譯器內部的神奇始終吸引著兩位創始人，不僅工作和學習在圍繞著這兩個方向發展，處理器和編譯器設計也成為了他們的終身愛好。早在 2015 年 RISC-V 指令集開放後，二人便著手設計實現了一款 RISC-V 處理器核，並且萌生了共同創業進軍微處理器市場的想法，但限於當時國內行業對 RISC-V 的甚少了解和對微處理器設計的不重視，最終未能得到投資人認可的二人只能選擇放棄。
放棄了第一次創業後，兄弟倆重新選擇步入職場，其中海明加入到國內 AI 初創企業雲知聲，海山則繼續在知名外企從事軟體研發工作。能夠軟、硬體互補的他們從未放棄過開源這一愛好，也就是從 2015 年那一刻起海山便開始了 RISC-V LLVM 編譯器的業餘開發工作，並在幾年後完成了 LLVM 編譯器的後端研發。
2019 年 5 月，海山拿著當時市面上功能最完整，同時可靠性和穩定性都已達到可商用化指標的RISC-V LLVM編譯器創立了北京譯芯科技，海明緊隨其後，也加入到了譯芯科技。至此，兄弟二人再次在譯芯科技開始了創業之路。
由於創業之初就有了成熟穩定的 RISC-V LLVM 編譯器，譯芯科技成立不久便推出了 RISC-V 商用 LLVM 編譯器及基於該編譯器的RISC-V AI工具軟體，並通過該AI工具業界首次實現了TensorFlow XLA demo在RISC-V硬體上的運行。譯芯科技RISC-V LLVM編譯器和AI編譯器不僅為 RISC-V 處理器在人工智慧領域的落地提供有力的工具鏈支撐，同時開啟了 RISC-V 處理器走向智能 Android 設備的大門。
下一步將開闢AI市場
對於譯芯科技而言，LLVM 編譯器的研發成功是公司創立的基石，而下一步便是要正式應對市場的考驗，進而踏入 AI 和安卓這兩大應用領域。由於公司剛剛成立不久，不具備同時打造兩款產品的條件，因此結合人力、物力投入，市場行情等多種因素後，兄弟倆決定首先主攻 AI 市場，從 AI 處理器切入，結合完善的 AI 工具鏈，打入 AI IP/晶片市場。
實際上，進入 AI 市場是兄弟二人深思熟慮後的決定。「總覺得2015 年過早放棄 RISC-V 處理器創業探索是個莫大的遺憾，可能是因為想彌補這個遺憾，我一直在關注開源處理器的發展，後來發現另外一個即將爆發的晶片市場，是一個全新的晶片類型，也就是今天的 AI 晶片。於是我果斷加入了雲知聲，並有幸打造雲知聲第一款語音 AI 晶片。當初國內很少聽到有專門設計AI晶片的公司和團隊，市場更是見不到如今遍地開花、耳熟能詳的 AI 晶片，所以我也算是國內最早接觸 AI 晶片的一撥人。」海明回憶道。
他繼續說道：「其實我最早接觸 AI 是在 2006 年的時候，當初我們實驗室做某種檢測設備的師姐每天用酒精訓練她的設備，出於好奇心，我不時的請教訓練中的奧秘，也是從那一刻起我對 AI 的將來深信不疑，之後也接觸到一些很有趣的機器視覺相關項目。這些經歷或許和我後來選擇從事 AI 晶片設計，並創立 AI 晶片公司有著千絲萬縷的聯繫。」
譯芯科技 demo演示
值得一提的是，2020 年 2 月，譯芯科技已經完成了AIoT SoC晶片 FPGA 演示平臺。與此同時，在此前集微網舉辦的「第二期芯力量&雲路演」活動中，譯芯科技還展示了其首款 AIoT 晶片的FPGA Demo，主要演示了通過語音識別控制照明系統的功能，包括開燈、關燈和調整燈光亮度等一系列控制命令詞。
「FPGA Demo 的展示也意味著譯芯科技並不是一家只講故事的 AI 公司，更不是 PPT 晶片公司，我們確實在研發 AI 晶片產品。」海明進一步介紹道，目前譯芯的 AI IP 已具備商業授權條件，AIoT SoC預計在 2020 年第 3 季度達到流片要求，預計 2020 年第 4 季度流片第一顆通用 AIoT 晶片。
首款 AI 晶片具備兩大優勢
「經過這幾年的摸爬滾打，我對 AI 晶片的理解也在不斷變化，其中最根本的變化是硬體優先到軟體優先的變化，這種認知上的變化也是創立譯芯科技的最根本的動力所在。」顯然，對於 AI 晶片海明有著自己深刻的理解。
在海明的講述中可以得知，其實海山最早也是這個觀點：「不管是一個從事軟體開發人員的偏執也好，還是高瞻遠矚也罷，他總是走在我前面，看在我前面，在我痴迷與打造 AI 晶片時，他已經著手籌備今天的 AI 編譯器了。成立譯芯科技的根基和信心來自於的 LLVM 編譯器和 AI 編譯器，我也堅信時間會證明這兩個軟體的價值，同時也證明譯芯科技的存在價值。」
在海明看來，其實從 AI 概念爆發到現在，從 AI 晶片的競爭力的角度來說已經經歷了從軟體算法的性能優先到晶片架構優先，再到晶片成本優先三個階段，而下一階段應該是「成本+通用性」優先。只關注成本控制，不具備通用性的 AI 晶片，會繼續以 turn-key 方式存在並出貨，但不久的將來turn-key 方案會逐漸被低成本和通用性兼備的 AI 晶片所替代。因此海明認為，AI 晶片最終將從 turn-key 轉為 turn-chip 方式出貨。
在「turn-chip」的模式下，AI 晶片架構對算法研究人員或工程師來說是透明的，他們可以把 AI framework 打造的模型直接編譯並燒寫到 AI 晶片上，其與在 GPU 上開發 AI 應用一樣便捷。而這也是譯芯科技的終極目標：為晶片客戶提供低成本且通用的 AI 晶片，不再讓 AI 晶片的成本和 AI 算法移植過程，成為高性價比的 AI硬體產品開發的瓶頸。
基於此，譯芯科技所研發的第一款 AI 晶片將具備兩大優勢：一是通用性強，二是性價比高。海明和海山選擇開源免費的 RISC-V 作為基礎處理器，對其進行 AI 指令擴展，並搭建了自己的 AI 處理器。最終，客戶可藉助譯芯科技的 AI 編譯器，將 AI 模型到 AI 硬體的繁瑣人工優化工作變為簡單的機器編譯過程。因此，低成本和通用性是譯芯 AI 晶片的核心競爭力。
堅持不同以往的 AI創業之路
「我們希望我們打造的是個『AISP』晶片，也就是基於 AI 的信號處理器晶片。信號可以是語音、圖像，也可以是傳感器採集過來的任何一種類型的信號。希望一線的研發人員，就像使用 Matlab 開發 DSP 算法一樣，採用Tensorflow、caffe、pytorch 等AI開發工具，開發其AI算法，並一鍵編譯的形式將AI算法落地到我們的「AISP」晶片上，最終實現其硬體產品。」海明告訴集微網記者。
海明認為，AI 晶片投資最佳窗口已過，過去幾年大量的公司將研發力量和資金投入到 AI 晶片架構設計和流片上，大家更關注晶片算力、能效比等硬性參數指標，而對AI軟體工具的重視程度和研發投入遠遠不夠。這直接導致了很多 AI 晶片面對 Google 和 NVIDA 的嵌入式邊緣計算平臺時黯然失色。
在 AI 的創業道路上，譯芯科技顯然要走一條與以往選手不同的道路。「我們強調的是晶片的通用性和低成本，我們不僅把有限的資源投入到降低晶片成本的探索上，就如我們正在打造的開源 SoC 平臺，同樣也會投入到工具軟體的研發上，即我們的AI軟體生態的構建和完善上面。」海明說道。
關於打造自主 IP 和開源 IP 為一體的 SoC 平臺的必要性，海明說道：「隨著晶片製造工藝的日益成熟，晶片製造成本不斷降低，而隨著社會的進步人力成本會越發昂貴，也就是晶片加工會變得越來越便宜，而晶片採用的IP成本有可能不降反而上升。另外，如今的晶片行業早已不是暴力行業，一款晶片的銷量和所帶來的利潤遠不及過去。這也對很多晶片廠商的成本控制能力提出了更高的要求。例如一個投入兩三百萬美元的晶片項目除了人力和晶片加工外所需的IP成本佔總投入的一半以上，而其中前兩者的降幅有限，所以成本控制主要體現在IP成本的控制上。這也是我們打造自主研發IP和開源IP為一體的SoC平臺的目的。」
談起創業過程，海明感慨萬千，雖然創業不到一年，但經歷的蠻多，除了兄弟二人無法左右的外部環境外，按照海明的話說：「萬事開頭難，何況我們的開頭是技術瓶頸更高的編譯器，市場不易打開的軟體，競爭激烈的晶片，投資窗口已過的AI晶片。」
羅馬非一日建成！如今的譯芯科技還是一家剛成立不滿一年的 AI 晶片初創企業，在競爭激烈的 AI 市場中仍然有很長的一段路要走。而在海明為公司設定的三年規劃中，AI 終端晶片顯然只是開始，未來公司還將涉入到 AI 雲端晶片市場中，探索更多的可能性。
（校對/範蓉）