睿思芯科创始人兼CEO谭章熹：RISC-V将成为“元宇宙”中革命性的芯片架构技术|T-EDGE(瑞思芯科创始人兼CEO谭章当芯片半导体遇见元宇宙,什么样的火)

瑞思芯科创始人兼CEO谭章当芯片半导体遇见“元宇宙”，什么样的火花会碰撞？12月9日下午，2021年10日，由集团联合大兴产业促进中心和国家新媒体产业基地主办T-EDGE全球创新大会上，瑞思芯科创始人兼CEO谭章西博士发表了题为《谭章西博士》的题目《RISC-V独家架构芯片赋能元宇宙的主题演讲。谭章子说，在芯片行业，人们认为“元宇宙”这是未来十年的巨大机遇，也是半导体行业未来的巨大增长点。其中，微软HoloLens这类AR内置全息处理器（HPU）——跟“元宇宙”芯片非常相关CPU或者是GPU不同，HPU可增强设备的眼部跟踪、手势跟踪、场景SemmanticLabling和声体验等。然而，过去HPU芯片发热高、功耗高、电池寿命损坏等现象HoloLens功耗发热等并不十分令人满意。RISC-V这个开源的第五代精简指令集架构有望设计得更好HPU芯片产品，从而驱动“元宇宙”发展。国际市场分析机构SemicoResearch到2025年，全球市场预测RISC-VCPU2018年核心数将达到624亿，-2025年复合年增长率为146.中国将拥有世界上最大的市场空间。另一家市场研究机构Tractica则预测，RISC-V的IP2025年，软件工具市场将达到100.7亿美元，市场前景广阔。RISC—V也有望成为继承ARM结构和英特尔x86之后，第三个重要的处理指令集架构。基于设计RISC-V架构的22nm基于美国的低功耗芯片比较Cadence公司TensilicaHiFi ARM架构的HPU产品(如微软两代)HoloLens中的HPU），在最新DSP基于算法RISC-V的HPU性能可达4.增长7倍，单位面积功耗发热降低40%以上，电池寿命提高211%。RISC-V性能和功耗都有一定的优势。谭章子强调，RISC-V架构是“元宇宙”在概念下，一项非常革命性的前瞻性技术有望驱动它“元宇宙”最强大的芯片开发。以下是谭章喜演讲的实录，经编辑整理感谢邀请，我很荣幸分享我今天演讲的主题:RISC-V独家开源架构芯片赋能元宇宙。“元宇宙”该行业最大的新闻是Facebook改名为“Meta”。事实上，随着新人机交互方式的进步，“元宇宙”未来经济增长将是一个非常重要的点。在芯片行业，我们认为，“元宇宙”这是未来十年的巨大机遇。（TSMC）董事长刘德音最近表示，“未来十年，AR或者取代手机，VR或将取代PC，人们会逐渐感受到现实世界和虚拟世界的结合，元宇宙的硬体需求也会继续增长。”证明这是一个非常大胆的预测“元宇宙”是未来巨大的增长点。苹果认为，作为业内半导体驱动的科技巨头，“元宇宙”目前，与游戏相比，不仅在游戏领域，而且更多AR、智能手表（AppleWatch），在他们看来，“元宇宙”正在推动后PC时代和手机时代的巨大变化。“元宇宙”，事实上，它已经发展了很长一段时间。我列出了几家公司和产品，比如早期GoogleCardboard，你可以用手机VR体验，这是比较原始的VR配置；再比如微软推出的HoloLens产品；小公司Valve有自己的产品；和Oculus后来被Meta收购，是扎克伯格的“元宇宙”苹果，另一个大玩家，有望在明年看到他们的革命性产品。事实上，微软于2016年推出了首款HoloLens，至今已发展了两代。开始定位于AR(增强现实技术)位为智能眼镜平台。HoloLens主要用于教育、医疗和工业应用，提供现实和虚拟世界应用的场景。从技术上来说，HoloLens做得很好，但是价格有点贵。“解剖”HoloLens，你会发现它包含光学镜片和手机处理器。HoloLens两代配备不同处理器，核心部件为全息处理器（HPU），可增强设备的眼部跟踪、手势跟踪、场景SemmanticLabling和声体验等。HoloLens相当于这颗HPU既不是芯片GPU也不是CPU，相反，它与元宇宙非常相关AR专用设备芯片。MicrosoftHoloLens第一代HPU芯片是基于28nm用了24个工艺工艺Tensilicacores。2019年微软发布的第二代HoloLens，是高通的XR1平台(也可以说是骁龙845)45)VR、AR在设备中，计算能力最强，性能最强的芯片。与上一代相比，计算能力约为1.7倍的增长，包括内存带宽，计算性能也有所提高，前者是2倍，后者是1.7倍。经过具体分析，这种芯片面积近80平方毫米，一半以上是HPU，基于26个，包括大规模向量浮点处理单元和定点处理单元Tensilica处理器的>1TOP通过增加扩展指令，提高性能需求，可编程计算能力。然而，尽管如此HPU它是目前最好的芯片产品，但在加热和单位面积功耗方面并不令人满意。数据显示，HoloLens在30分钟内达到85度，设备在85度下散热变得非常困难，最终导致HPU成本和HoloLens成本高，整个设备售价3000美元，只能定位在工业领域，限制了其发展。那么，我们是否可以利用新的开源技术在2022年做到最好呢？HPU芯片？答案是Yes，我们可以用RISC-V做到。瑞思芯科团队的核心是我们的团队Berkeley指令集架构技术从事研发十多年——RISC-V。它是第五代精简指令集架构。实际上，现在ARM架构是精简指令集。然后跟着ARM相比，RISC-V它是一个完全开源的比较ARM简化高效的芯片架构模块化设计。它可以根据需要组装和组合模块，可以同时在端侧和云侧使用。基于开源社区生态RISC-V框架芯片是一种非常安全可靠的处理器。RISC-V经过芯片定义、软件测试和软件测试，大约发展了十年，从最早定义这个精简指令集开始。MCU级别处理器应用广泛，现在应用更多AI在更复杂的处理器中，爆发的临界点已经到来。如今，大公司已经研究或使用它们RISC-V例如，英特尔今年宣布和SiFive合作；苹果也在进行基础合作；RISC-V的研发。而RISC-V也从学校走向工业界，获得了大量的行业认可。人们认为，RISC-V相当于ARM与英特尔之后，第三个主要处理器指令集架构。所以，作为一家初创公司，瑞思芯科也做了很多RISC-V相关产品的核心是标杆Tensilica。我们做了一个有趣的实验对比，基于设计RISC-V架构的22nm与美国使用的低功耗芯片相比，低功耗芯片CadenceTensilicaDSP（例如Hifi3z,Hifi5） ARM架构的HPU最新产品DSP基于算法RISC-V的HPU性能可达到4.增长7倍，单位面积功耗发热低，发热只是Tensilica约59%的性能和功耗都有一定的优势，电池寿命提高了211%。假设我们使用这种技术，结合更高的技术，可以想象这对夫妇“元宇宙”未来使用的芯片代表了新的技术突破。在我们看来，已经使用了RISC-V与开源架构相比ARM架构 TensilicaDSP处理器在迭代速度和技术性能方面具有很好的优势，这是芯片行业独立可控知识产权的好消息。我想总结一下，RISC-V架构是“元宇宙”概念下的革命性前瞻性技术。我的分享结束了，谢谢！（本文首发App，编辑｜林志佳）

睿思芯科创始人兼CEO谭章熹

当芯片半导体遇上“元宇宙”，会碰撞出怎样的火花？

12月9日下午，在集团联合大兴产促中心、国家新媒体产业基地共同主办的2021 T-EDGE 全球创新大会上，睿思芯科创始人兼CEO谭章熹博士发表了题为《RISC-V专属架构芯片赋能元宇宙》的主题演讲。

谭章熹表示，在芯片行业，大家认为“元宇宙”是未来十年巨大的机会，也是半导体行业未来的巨大增长点。其中在微软HoloLens这类AR产品上，内置全息处理器（HPU）——跟“元宇宙”非常相关的芯片。与CPU或者是GPU不同，HPU可以增强设备眼部追踪、手势追踪、场景Semmantic Labling和音效体验等。

不过，过去的HPU芯片存在高发热、高功耗、损伤电池寿命等现象，使得HoloLens功耗发热等并没有令人非常满意。因此，RISC-V这一开源的第五代精简指令集架构将有望设计出更好的HPU芯片产品，从而驱动“元宇宙”发展。

国际市场分析机构Semico Research预测，到2025年，全球市场的RISC-V CPU核心数将达到624亿颗，2018-2025年复合年增长率为146.2%，而中国将拥有全球最大的市场空间。另一家市场调研机构Tractica则预测，RISC-V的IP和软件工具市场将在2025年达到10.7亿美元，市场前景广阔。RISC—V也有望成为继ARM架构和英特尔x86之后，第三个重要处理指令集架构。

通过设计基于RISC-V架构的22nm低功耗芯片，对比基于美国Cadence公司Tensilica HiFi + ARM架构的HPU产品（例如微软两代HoloLens中的HPU），在最新DSP算法中，基于RISC-V的HPU性能可达高达4.7倍的增长，单位面积功耗发热降低超过40%，电池寿命提升211%。RISC-V的性能和功耗上均有一定优势。

谭章熹强调，RISC-V架构是“元宇宙”概念下，一个非常具有革命性的前瞻性技术，是有望驱动“元宇宙”发展的最强芯片。

以下为谭章熹演讲实录，经编辑整理：

感谢的邀请，非常荣幸分享我今天演讲主题：RISC-V专属开源架构芯片赋能元宇宙。

最近，“元宇宙”行业的最大新闻是Facebook改名为“Meta”。实际上，随着新的人机交互方式的进步，“元宇宙”将是未来非常重要的经济增长点。

在芯片行业，大家认为，“元宇宙”是未来下一个十年的巨大机会。台积电（TSMC）董事长刘德音最近表示，“未来十年，AR或将取代手机，VR或将取代PC，人们将会逐步感受真实世界与虚拟世界的结合，而元宇宙硬体需求也将持续增长。”

这是一个非常大胆预测，证明着“元宇宙”是未来巨大增长点。

此外，作为行业内的半导体驱动的科技巨头，苹果公司认为，“元宇宙”目前不光在游戏领域，更多相对于AR、智能手表（Apple Watch），在他们看来，“元宇宙”正在推动后PC时代和手机时代的巨大变革。

说到“元宇宙”，其实已经发展相当一段时间。我列了几个公司和产品，比如，早期的Google Cardboard，你可以用手机进行VR体验，这是比较原始VR的配置；再比如，微软公司推出的HoloLens产品；小公司Valve有自己产品；而Oculus后来被Meta收购，是扎克伯格的“元宇宙”中非常重要的组成部分；另一个大玩家苹果公司，则有望在明年看到他们的革命性产品。

实际上，微软于2016年推出首款HoloLens，至今已发展了两代。开始定位于AR（增强现实技术），后来二代定位为智能眼镜平台。目前HoloLens主要用于教育、医疗和工业应用领域，提供现实和虚拟世界应用的场景。从技术上来说，HoloLens做的非常不错，只是价格有点贵。

当“解剖”HoloLens，你会发现里面包含光学镜片和手机处理器。其中，HoloLens两代搭载不同处理器，核心组件是全息处理器（HPU），可以增强设备眼部追踪、手势追踪、场景Semmantic Labling和音效体验等。值得注意的是，HoloLens相当于这颗HPU芯片，既不是GPU也不是CPU，而是跟元宇宙非常相关的AR设备专用芯片。

Microsoft HoloLens第一代HPU芯片使用的是基于28nm制程工艺，用了24个Tensilica cores。2019年微软发布的第二代HoloLens，是高通的XR1平台（也可以说是骁龙845），是目前所有VR、AR设备里面，算力最强、性能最强的一颗芯片。相比上一代，算力大概有1.7倍的增长，包括内存带宽、计算性能也有提升，前者是2倍，后者是1.7倍。

具体剖析下来，这颗将近80平方毫米的芯片，一大半面积就是HPU，包括大规模向量浮点处理单元和定点处理单元两类，一共加起来是基于26个Tensilica处理器的>1TOP的可编程计算能力，以增加扩展指令的方式，提升性能需求。

不过，虽然HPU是目前最好的芯片产品，但从发热和单位面积功耗方面，并不是令人满意。数据显示，HoloLens在30分钟内能达到85度，而85度下设备散热就变得非常困难，最后导致HPU成本和HoloLens成本高昂，整个设备价格卖到3000美元，只能定位于工业领域，限制住了它的发展。

那么，我们即将进入2022年，能不能用现在新的开源技术做到最好的HPU芯片？

答案是Yes，我们可以用RISC-V做到。

睿思芯科团队所做的核心，是我们团队在Berkeley从事研发十多年的指令集架构技术——RISC-V。它是第五代精简指令集架构。

实际上，现在ARM架构就是精简指令集。那么跟ARM相比，RISC-V是完全开源，并且比ARM精简高效的模块化设计芯片架构。它可以根据需求进行模块拼装和组合，可以在端侧和云侧同时启用。对开源社区生态来说，基于RISC-V架构的芯片是非常安全可靠的处理器。

RISC-V大概发展了十年，从最早定义这一家精简指令集，十年间经过了芯片定义、软件测试和MCU级别处理器广泛应用，以及到现在使用在更多AI和更复杂的处理器当中，来到了爆发临界点。

如今，大公司纷纷研究或采用RISC-V处理器。例如，今年英特尔宣布和SiFive达成合作；苹果也在进行基于RISC-V的研发。而RISC-V也从学校里走到了工业界，获得了大量的行业认可。大家认为，RISC-V相当于ARM和英特尔之后，第三个主要处理器指令集架构。

那么，睿思芯科作为一家创业公司，我们也做了大量RISC-V相关产品，核心是对标Tensilica。

我们做了一个有意思的实验对比，通过设计基于RISC-V架构的22nm低功耗芯片，对比美国使用Cadence Tensilica DSP（例如Hifi3z, Hifi5）+ARM架构的HPU产品，在最新DSP算法中，基于RISC-V的HPU性能可达到4.7倍的增长，单位面积功耗发热较低，发热只是Tensilica的59%左右，性能和功耗上均有一定优势，电池寿命提升211%。

假设我们使用这样技术，结合更高工艺，可想而知，这对“元宇宙”未来使用的芯片代表着新的技术突破。

我们认为，使用了RISC-V开源架构，相比ARM架构+Tensilica DSP 的处理器，在迭代速度和技术性能方面都有非常好的优势，这对于芯片行业的自主可控知识产权，是非常好的消息。

我想总结一下，RISC-V架构是“元宇宙”概念下的一个非常具有革命性的前瞻性技术。

我的分享完了，谢谢大家！

（本文首发App，编辑｜林志佳）

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