Cadence弄潮神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，發(fā)布高性能DSP IP

　　近日，Cadence發(fā)布了首款面向汽車、監(jiān)控、無(wú)人機(jī)和移動(dòng)市場(chǎng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)DSP IP，引起了業(yè)界的關(guān)注。

　　實(shí)際上，多家公司正在推出或研制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)IP、芯片解決方案。Cadence的方案有何優(yōu)勢(shì)?Cadence公司Tensilica事業(yè)部資深市場(chǎng)群總監(jiān)Steve Roddy為此專程來(lái)到北京，向媒體介紹其特點(diǎn)。

　　Vision C5概況

　　在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的器件方面，英偉達(dá)主宰了通用GPU。此次Cadence Tensilica發(fā)布的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)DSP IP則是面向嵌入式芯片。

　　通常其他友商的方案是面向一個(gè)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)層，而最新的Cadence Tensilica Vision C5 DSP由于可配置，可以面向多種CNN。因?yàn)镃NN更新很快，但從拿到IP到芯片上市通常要兩三年時(shí)間，因此固化硬件的方案會(huì)導(dǎo)致不能滿足未來(lái)的需求變化，所以并不合適，而此次發(fā)布的DSP IP帶來(lái)了靈活性，適合嵌入式系統(tǒng)中的NN(神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))實(shí)現(xiàn)。

　　C5的一大亮點(diǎn)是計(jì)算能力可達(dá)1T MAC/s，而面積在1mm2以內(nèi)(注：16nm工藝)。為何能如此高效率?原因之一是Cadence重新設(shè)計(jì)了NN加速器。通常的NN加速器中，HW(硬件) NN ACC(加速器)與Imaging(圖像)DSP、CPU或GPU的通訊/連接很繁瑣(如下圖)，可能占整個(gè)計(jì)算工作量的40%。此次發(fā)布的C5 DSP可以把上述兩種功能IP/HW合二為一。

　　另外，Cadence還提供NN Mapper/Compiler開源軟件工具。C5面向?qū)N有極高要求的視覺設(shè)備、雷達(dá)等，針對(duì)車載、監(jiān)控、無(wú)人機(jī)、移動(dòng)/可穿戴等應(yīng)用。

　　筆者注意到，此DSP IP叫Cadence Tensilica Vision C5 DSP，“Vision”即視覺，即此DSP主要專注于計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用。的確，在監(jiān)控應(yīng)用中，現(xiàn)在監(jiān)控對(duì)實(shí)時(shí)性要求高，且數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心的代價(jià)巨大，不僅對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬有很高的要求，另外安全性也需要保證。因此需要在終端側(cè)部署專用的視覺CNN處理芯片，以實(shí)現(xiàn)在終端側(cè)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)，高效的處理。

　　C5與P6各有分工

　　實(shí)際上， Cadence有兩類視覺DSP：一類做NN處理(例如此次發(fā)布的C5)，一類做計(jì)算機(jī)視覺處理(例如Cadence的P5和P6)。二者均可配置，二者都支持多核方案。

　　具體應(yīng)用中，常規(guī)圖像處理相關(guān)的視覺應(yīng)用(例如去霧、去抖、暗光等)，只需要常規(guī)的計(jì)算機(jī)視覺DSP即可，可以采用Cadence的Vision P5或Vision P6。而在比如視頻監(jiān)控的NN處理中，需要增加Vision C5 DSP專門用于NN的處理(如下圖)。

　　C5與友商的差異化

　　最近，也有FPGA公司推出視覺導(dǎo)向的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方案，Cadence如何看?實(shí)際上，專用芯片/ASIC的功耗更低，大批量制造成本也更低。另外，F(xiàn)PGA支持的運(yùn)行頻率較低，只有幾十MHz，而Vision C5可以支持幾百M(fèi)Hz的運(yùn)行頻率。

　　專用芯片由于應(yīng)用不同，因此對(duì)計(jì)算的能力與需求不同，Tensilica可以幫助推薦和配置IP數(shù)。

　　相比同是處理器IP廠商的Synopsys與CEVA，后兩者的CNN方案需要三部分：控制、Imaging處理器、HW NN ACC(加速器)(如下圖左)。Cadence此次發(fā)布的C5把后兩部分集成在一起(如下圖右圖)，因此只需要兩大塊，方案更為簡(jiǎn)潔，同時(shí)提高了Imaging處理的效率。

　　背景

　　據(jù)筆者所知，Cadence收購(gòu)的Tensilica 是全球領(lǐng)先的DSP/MCU IP廠商，特點(diǎn)是高度可擴(kuò)展，可配置，能夠廣泛的運(yùn)用在各種不同性能要求的芯片產(chǎn)品領(lǐng)域。

　　被Cadence收購(gòu)后，據(jù)Steve Roddy介紹，Tensilica也有著不俗的業(yè)績(jī)：目前每年出貨40億顆以上的處理器IP，在DSP許可(Licensing)營(yíng)收方面位列世界第一。聚焦音頻DSP IP。全球有200家以上的生態(tài)伙伴。全球20大半導(dǎo)體廠商中，有17家采用了Tensilica的IP。在中國(guó)，華為、MTK等手機(jī)芯片都采用了Cadence Tensilica的Vision DSP IP。

　　此次推出的C5，可謂該公司一次涉入CNN領(lǐng)域的新探索。雖然比一些同行晚一點(diǎn)，但是準(zhǔn)備得更充足。