從2022年5月份正式出貨，到目前客戶基于WTM2101芯片大概有10個(gè)產(chǎn)品已經(jīng)完成，合作的客戶主要為對(duì)算力、功耗、應(yīng)用多元化有較高要求的各類智能可穿戴設(shè)備廠商。進(jìn)入市場(chǎng)近1年，知存科技在TWS耳機(jī)、VR頭顯、智能手表等客戶產(chǎn)品中出貨量已經(jīng)接近百萬(wàn)顆。 

存算一體作為一種新型架構(gòu)算力，可以有效解決傳統(tǒng)馮·諾依曼架構(gòu)下的“存儲(chǔ)墻”、“功耗墻”的問題，有望成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的先進(jìn)生產(chǎn)力之一。

最近，芯八哥“走進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈”欄目記者采訪了國(guó)內(nèi)存算一體的領(lǐng)先企業(yè)—知存科技創(chuàng)始人兼CEO王紹迪。探討在后摩爾時(shí)代AI芯片快速發(fā)展的背景下，當(dāng)前知存科技企業(yè)的發(fā)展情況以及對(duì)行業(yè)未來發(fā)展的展望。

 

存算一體產(chǎn)業(yè)化的領(lǐng)軍者，不到一年出貨量就已經(jīng)接近百萬(wàn)顆

據(jù)了解，知存科技成立于2017年，專注存算一體芯片領(lǐng)域，是存算一體產(chǎn)業(yè)化的開拓者和領(lǐng)軍者。

早在2012年，公司創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)就開始探索基于NOR Flash的存算一體芯片技術(shù)。經(jīng)過在實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)達(dá)4年的研究，公司CTO郭昕婕?xì)v經(jīng)6次流片，首次攻下了浮柵存算一體深度學(xué)習(xí)芯片技術(shù)，做出了國(guó)際上首個(gè)浮柵存算一體深度學(xué)習(xí)芯片，證明了存算一體技術(shù)可以用在深度學(xué)習(xí)中。

2017年，存算一體技術(shù)開始在業(yè)內(nèi)興起，國(guó)際上大的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)、設(shè)備和生產(chǎn)公司都開始投資這個(gè)技術(shù)路線。王紹迪意識(shí)到了存算一體技術(shù)即將開啟屬于它的時(shí)代，便提前結(jié)束博士后的研究工作回國(guó)創(chuàng)業(yè)，以實(shí)現(xiàn)存算一體技術(shù)的商業(yè)化。

經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)2年多的研發(fā)，知存科技基于NOR Flash的存算一體芯片技術(shù)，在2020年推出了公司首款智能語(yǔ)音芯片WTM1001。

WTM1001為國(guó)際上首個(gè)存算一體架構(gòu)芯片產(chǎn)品。該芯片運(yùn)行功耗為300μA，算力是市場(chǎng)上同類芯片的20倍，可直接存儲(chǔ)和運(yùn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)算過程無數(shù)據(jù)搬運(yùn)，效率和傳統(tǒng)架構(gòu)的人工智能芯片相比提高了近50倍，可廣泛應(yīng)用于可穿戴設(shè)備和智能終端設(shè)備等低功耗AIoT場(chǎng)景中。

王紹迪介紹道。

第一代產(chǎn)品讓知存科技跑通了存內(nèi)計(jì)算芯片的量產(chǎn)過程，實(shí)現(xiàn)了從學(xué)術(shù)研究向商業(yè)應(yīng)用落地的突破。

憑借著第一代產(chǎn)品的經(jīng)驗(yàn)，公司團(tuán)隊(duì)馬不停蹄的著手第二代產(chǎn)品的研發(fā)。2022年1月，知存科技宣布存算一體SoC芯片WTM2101正式量產(chǎn)，并于3月成功推向市場(chǎng)。

作為國(guó)際首個(gè)存算一體的SoC芯片，WTM2101基于存算一體技術(shù)，采用極小封裝尺寸，可實(shí)現(xiàn)微安級(jí)別下上百條語(yǔ)音命令詞識(shí)別，并且能夠以超低功耗實(shí)現(xiàn)NN聲音降噪算法、健康監(jiān)測(cè)與動(dòng)作識(shí)別算法，典型應(yīng)用場(chǎng)景下工作功耗均在微瓦級(jí)別。此外，該芯片可使用sub-mW級(jí)功耗完成大規(guī)模深度學(xué)習(xí)運(yùn)算，可覆蓋語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)音增強(qiáng)、健康監(jiān)測(cè)、環(huán)境識(shí)別、遠(yuǎn)場(chǎng)喚醒、運(yùn)動(dòng)識(shí)別、視覺識(shí)別及事件檢測(cè)多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景。

知存科技WTM2101存算一體SoC芯片

資料來源：知存科技

WTM2101芯片兼具超低功耗與高算力，相對(duì)于NPU、DSP、MCU計(jì)算平臺(tái)，WTM2101的AI算力提高了10-200倍，功耗僅在5uA到3mA之間。尤其針對(duì)Gops以上的算力，例如TWS、對(duì)講機(jī)、助聽器等需要用到人聲增強(qiáng)、降噪、抗嘯叫算法時(shí)產(chǎn)生的算力，基于存內(nèi)計(jì)算技術(shù)的WTM2101芯片更能發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。

王紹迪補(bǔ)充道，此外，WTM2101芯片是一個(gè)可開發(fā)的通用芯片，采用2.6x3.2mm2極小封裝，內(nèi)部包括1.8M的存算一體NPU、CPU、加速器組、RAM等，即便是常規(guī)非AI的算法都可以跑得游刃有余，這些優(yōu)勢(shì)使得WTM2101能夠更好的滿足市場(chǎng)需求，并且快速實(shí)現(xiàn)在市場(chǎng)的推廣。

從2022年5月份正式出貨，到目前客戶基于WTM2101芯片大概有10個(gè)產(chǎn)品已經(jīng)完成，合作的客戶主要為對(duì)算力、功耗、應(yīng)用多元化有較高要求的各類智能可穿戴設(shè)備廠商。進(jìn)入市場(chǎng)未1年，知存科技在TWS耳機(jī)、VR頭顯、智能手表等客戶產(chǎn)品中出貨量已經(jīng)接近百萬(wàn)顆。

知存科技WTM2101存算一體SoC芯片主要產(chǎn)品特點(diǎn)

資料來源：知存科技

值得一提的是，除了芯片外，知存科技還能為客戶提供豐富的軟件工具，能夠幫助更多的開發(fā)者基于WTM2101開發(fā)出成熟方案。不僅如此，WTM2101還提供智能語(yǔ)音和健康類的智能算法并持續(xù)升級(jí)，以始終保持業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的效果。

繼WTM2101芯片量產(chǎn)后，公司針對(duì)物體識(shí)別、分類檢測(cè)、以及視頻增強(qiáng)等更高性能的場(chǎng)景又開發(fā)了WTM8系列芯片，以適應(yīng)于各種高能效復(fù)雜邊緣計(jì)算場(chǎng)景的需求。

王紹迪表示，WTM8系列覆蓋2D（1080P-8K）與3D視頻處理場(chǎng)景，具備高算力、低功耗、高能效、低成本的核心優(yōu)勢(shì)，在算力上可以達(dá)到幾十Tops，相對(duì)第二代芯片產(chǎn)品有600倍的算力提升。據(jù)其透露，目前該產(chǎn)品已經(jīng)經(jīng)過流片驗(yàn)證，預(yù)計(jì)在2023年將投入市場(chǎng)。

 

存內(nèi)計(jì)算芯片在AI端側(cè)大有作為，在國(guó)內(nèi)完備產(chǎn)業(yè)鏈的加持下出貨量將實(shí)現(xiàn)千萬(wàn)級(jí)的跨越

業(yè)內(nèi)周知，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)普遍采用馮-諾伊曼架構(gòu)，存儲(chǔ)器與計(jì)算器分離。在進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，原始數(shù)據(jù)需要從存儲(chǔ)器傳輸?shù)接?jì)算器，計(jì)算器完成計(jì)算后，再將結(jié)果數(shù)據(jù)返回到存儲(chǔ)器，這就導(dǎo)致了計(jì)算能效低、速度慢、功耗高等問題。

存算一體作為一種新的計(jì)算架構(gòu)，核心是將存儲(chǔ)與計(jì)算完全融合，有效克服了馮·諾依曼架構(gòu)瓶頸，并結(jié)合后摩爾時(shí)代先進(jìn)封裝、新型存儲(chǔ)器件等技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算能效的數(shù)量級(jí)提升，已成為目前存算一體技術(shù)的攻關(guān)的重點(diǎn)。

而在終端方面，據(jù)IDC預(yù)測(cè)，2025年全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)將超過400億臺(tái)，產(chǎn)生數(shù)據(jù)量接近80ZB，在智慧城市、智能家居、自動(dòng)駕駛等諸多場(chǎng)景中超過一半的數(shù)據(jù)需要依賴終端本地處理，單設(shè)備的AI算力需求約在0.1~64TOPS之間。

憑借在功耗、計(jì)算效率等方面具有的明顯優(yōu)勢(shì)，存內(nèi)計(jì)算芯片能在單位面積下提供更高的算力、更低的功耗，進(jìn)而延長(zhǎng)設(shè)備工作時(shí)間，在端側(cè)具有廣闊的應(yīng)用前景，可適用于家庭網(wǎng)關(guān)、工業(yè)網(wǎng)關(guān)、攝像頭、可穿戴設(shè)備等對(duì)運(yùn)行時(shí)間、功耗、便攜性等有較高要求的場(chǎng)景。

創(chuàng)業(yè)要成功對(duì)市場(chǎng)的判斷占決定因素。公司剛起步時(shí)，當(dāng)時(shí)大的市場(chǎng)聲音是AI不需要端側(cè)，只需要云端就夠了。但我們覺得肯定有端側(cè)市場(chǎng)，因?yàn)槲覀冎兰夹g(shù)能帶來什么，知道上下游配套的東西能不能實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)之后能給產(chǎn)品帶來什么樣的提升。因此在做了充分考量分析后，我們從創(chuàng)業(yè)初始就決定從市場(chǎng)最不看好的端側(cè)芯片切入，穩(wěn)扎穩(wěn)打、逐步布局云邊端，并且這一定位一直延續(xù)到現(xiàn)在。

王紹迪說道，在這一領(lǐng)域，我們是存內(nèi)計(jì)算市場(chǎng)上最早的開拓者和引領(lǐng)者，并且在產(chǎn)品和生態(tài)上已經(jīng)形成了非常強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。未來，我們將進(jìn)一步完善芯片架構(gòu)的通用及穩(wěn)定性，并且不斷優(yōu)化對(duì)軟硬件的協(xié)同能力，以強(qiáng)化公司的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

知存科技存內(nèi)計(jì)算產(chǎn)品規(guī)劃

資料來源：知存科技

作為一種較新的芯片設(shè)計(jì)方法，存算一體在走向商業(yè)應(yīng)用落地的過程中，同樣存在眾多困難與挑戰(zhàn)。

對(duì)于此，王紹迪指出：從0到1的商業(yè)化落地過程中，存算一體芯片從器件研發(fā)及制造、電路設(shè)計(jì)、芯片架構(gòu)、EDA工具鏈到軟件算法生態(tài)等諸多方面都沒有成熟經(jīng)驗(yàn)可參考。在量產(chǎn)過程中，穩(wěn)定性、工藝偏差等方面都需要團(tuán)隊(duì)慢慢摸索，我們?cè)谶@過程中也是踩過了很多坑，走過了很多彎路，最終才在該領(lǐng)域有所突破。不過，這些經(jīng)驗(yàn)也幫助知存科技建立了扎實(shí)深厚的技術(shù)壁壘與先發(fā)優(yōu)勢(shì)。

為了加快發(fā)展的步伐，進(jìn)一步加大競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，近年來知存科技在半導(dǎo)體一級(jí)市場(chǎng)上異常活躍。就在前幾天，知存科技又傳來好消息，公司宣布成功獲得了2億元的B2輪融資，以加速存算一體芯片的商業(yè)化進(jìn)程。

截至目前，公司已經(jīng)累計(jì)完成了金額達(dá)8億元的多輪融資，主要投資人包含中芯聚源、訊飛創(chuàng)投、哈勃投資、天堂硅谷、深創(chuàng)投、國(guó)投創(chuàng)業(yè)等知名機(jī)構(gòu)。

有了這些知名機(jī)構(gòu)的信任與加持，知存科技在2022年不僅實(shí)現(xiàn)了存內(nèi)計(jì)算芯片的量產(chǎn)，更經(jīng)受住了市場(chǎng)檢驗(yàn)，幫助十余家客戶基于WTM2101開發(fā)并實(shí)現(xiàn)了功能創(chuàng)新升級(jí)。

王紹迪表示，未來，公司將繼續(xù)投入存內(nèi)計(jì)算芯片研發(fā)迭代和市場(chǎng)應(yīng)用拓展，出貨量和市場(chǎng)同步拓展，向10倍增長(zhǎng)進(jìn)發(fā)，用存內(nèi)計(jì)算技術(shù)突破算力瓶頸，為AI落地持續(xù)賦能。

知存科技作為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先并且較早實(shí)現(xiàn)存算一體商業(yè)化落地的公司，在圍繞WTM序列進(jìn)行產(chǎn)品迭代的同時(shí)，公司也在進(jìn)一步豐富軟件、工具鏈，以搭建存算一體的良好生態(tài)。相信在完成0-1的驗(yàn)證期后，隨著今年主力產(chǎn)品的逐步放量與新產(chǎn)品的陸續(xù)投入市場(chǎng)，預(yù)計(jì)公司將駛?cè)氚l(fā)展的快車道。