結合 CPU、GPU、DSP 和 FPGA 功能的「通用」處理器問世

近日，RISC-V 初創(chuàng)公司 Ubitium 表示正在開發(fā)一種可以結合所有處理器優(yōu)勢的單一架構。

Ubitium 首席執(zhí)行官 Hyun Shin Cho 表示：「我們的通用處理器在一個芯片、一個架構中實現(xiàn)了所有功能——CPU、GPU、DSP、FPGA。這不是漸進式改進。這是一種范式轉變。這是 AI 時代所需要的處理器架構。」

Ubitium 即將推出的芯片并不像 AMD 的 MI300A 或 Nvidia 的 Grace-Hopper Superchip 那樣，后者將不同的 CPU 和 GPU 芯片組合成一個封裝。相反，Ubititum 聲稱其通用處理器中的所有晶體管都可以重復用于所有用途，不需要像 CPU 和 GPU 中那樣的「專用核心」。

從概念上講，Ubitium 的 RISC-V 處理器聽起來像 FPGA，可以重新編程以改變其功能，有時也稱為硬件仿真。但是，雖然 FPGA 在性能、效率和價值等方面往往不及專為特定用途而設計的芯片，但 Ubititum 表示通用處理器將「更小、更節(jié)能，而且成本顯著降低」。

Ubitium 通用處理器的開發(fā)人員是半導體行業(yè)資深人士，他們曾在英特爾、Nvidia 和德州儀器等公司以及 PACT XPP Technologies 等小型芯片公司工作過。值得注意的是，專注于 FPGA 和并行計算的 PACT 已經卷入了針對英特爾和賽靈思（已被 AMD 收購）的幾起專利訴訟。

盡管 Ubitium 團隊擁有相當多的人才和經驗，但他們目前還沒有大量的資金。到目前為止，該公司已經籌集了 370 萬美元，Ubititum 表示將用這筆錢來開發(fā)原型和創(chuàng)建開發(fā)套件，以便在 2026 年某個時候推出通用處理器。然而，370 萬美元不足以讓 Ubitium 的「突破性」芯片起步。

通常，芯片進入流片階段（即制造出第一批樣品）需要花費數億美元。有了 370 萬美元，Ubitium 可以使用 Verilog 等硬件描述語言來設計其架構，并可能使用 FPGA 對其進行模擬以進一步測試。但在某些時候，Ubitium 無疑需要更多的資金支持才能推出其通用處理器。

即使 Ubitium 擁有更多的資金，能夠在 2026 年推出仍然是一項艱巨的任務。AMD、英特爾或蘋果等行業(yè)巨頭制造的傳統(tǒng)微架構可能需要數年時間才能開發(fā)出來；在短短兩年內推出一個旨在「徹底改變」行業(yè)的架構至少可以說是具有挑戰(zhàn)性的。

Ubitium 并不只是在開發(fā)單個芯片，而是計劃擁有「完整的芯片組合，這些芯片的陣列大小各不相同，但共享相同的微架構和軟件堆?！埂＿@些芯片將涵蓋從「小型嵌入式設備」（類似于 AMD 的 Ryzen 嵌入式 CPU）到「高性能計算系統(tǒng)」的所有內容，這些芯片將與業(yè)內速度最快、最大的處理器相媲美。

這并不是 2024 年第一家宣稱僅憑幾百萬美元就能改變半導體行業(yè)的芯片初創(chuàng)公司。今年早些時候，F(xiàn)low Computing 宣布正在開發(fā)并行處理單元 (PPU)，在重寫軟件后，它可以將 CPU 性能提高一百倍。然而，F(xiàn)low 的 PPU 聽起來很像 GPU，就像 Ubitium 的通用處理器聽起來像 FPGA 一樣。

據介紹，F(xiàn)low 的 FPU 能夠集成到任何當前已有或即將推出的 CPU 設計架構、指令集或工藝幾何結構中，可提供革命性的 100 倍加速，可立即用于基于馮·諾依曼的標準計算機設計，以實現(xiàn)「CPU 2.0」級別的吞吐量。PPU 還消除了在高性能應用程序中對 CPU 指令使用昂貴的 GPU 進行加速的需要。

Flow 稱，片上集成的 PPU 內核越多，獲得的性能提升就越高。同時，SoC 當中的其他計算單元也將受益于 PPU 的性能的提升，以及 PPU 對 CPU 性能的提升。

此外，通過 Flow 提供的編譯器對 PPU 進行重新編譯，PPU 與該 CPU 架構的每個現(xiàn)有軟件應用程序可完全向后兼容，可以大大加速所有現(xiàn)有軟件和應用程序中的現(xiàn)有并行功能，而無需更改任何軟件。

從應用來看，F(xiàn)low 的突破性架構將可增強嵌入式系統(tǒng)和數據中心的性能，適用于邊緣和云計算、AI 云、跨 5G/6G 的多媒體編解碼器、自動駕駛汽車系統(tǒng)、軍用級計算等用途。

目前，F(xiàn)low 已經在與來自世界各地的主要半導體供應商進行初步討論，以尋求下一代 CPU 性能的「圣杯」。更多技術細節(jié)將在 2024 年下半年公開分享。

Flow Computing 聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 Timo Valtonen 表示：「在過去的幾十年里，CPU 性能只有漸進式的改進，這導致了 CPU 實際上已成為計算中最薄弱的環(huán)節(jié)，因為它的順序架構并不理想。為了滿足對更多計算性能的不斷增長的需求，CPU 性能的新時代已成為必要條件，這在很大程度上是由人工智能以及邊緣和云計算的需求推動的。Flow 打算通過其全新的并行性能單元（PPU）架構引領 SuperCPU 革命，使任何 CPU 的性能提升 100 倍，無論架構如何，并具有完全的向后軟件兼容性?！?/p>