Cadence弄潮神經網絡，發布高性能DSP IP

　　近日，Cadence發布了首款面向汽車、監控、無人機和移動市場的神經網絡DSP IP，引起了業界的關注。

　　實際上，多家公司正在推出或研制神經網絡IP、芯片解決方案。Cadence的方案有何優勢?Cadence公司Tensilica事業部資深市場群總監Steve Roddy為此專程來到北京，向媒體介紹其特點。

　　Vision C5概況

　　在神經網絡的器件方面，英偉達主宰了通用GPU。此次Cadence Tensilica發布的神經網絡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卷積神經網絡(CNN)層，而最新的Cadence Tensilica Vision C5 DSP由于可配置，可以面向多種CNN。因為CNN更新很快，但從拿到IP到芯片上市通常要兩三年時間，因此固化硬件的方案會導致不能滿足未來的需求變化，所以并不合適，而此次發布的DSP IP帶來了靈活性，適合嵌入式系統中的NN(神經網絡)實現。

　　C5的一大亮點是計算能力可達1T MAC/s，而面積在1mm2以內(注：16nm工藝)。為何能如此高效率?原因之一是Cadence重新設計了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)，可能占整個計算工作量的40%。此次發布的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面向對NN有極高要求的視覺設備、雷達等，針對車載、監控、無人機、移動/可穿戴等應用。

　　筆者注意到，此DSP IP叫Cadence Tensilica Vision C5 DSP，“Vision”即視覺，即此DSP主要專注于計算機視覺應用。的確，在監控應用中，現在監控對實時性要求高，且數據傳輸到數據中心的代價巨大，不僅對網絡帶寬有很高的要求，另外安全性也需要保證。因此需要在終端側部署專用的視覺CNN處理芯片，以實現在終端側對數據進行實時，高效的處理。

　　C5與P6各有分工

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

　　具體應用中，常規圖像處理相關的視覺應用(例如去霧、去抖、暗光等)，只需要常規的計算機視覺DSP即可，可以采用Cadence的Vision P5或Vision P6。而在比如視頻監控的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公司推出視覺導向的神經網絡方案，Cadence如何看?實際上，專用芯片/ASIC的功耗更低，大批量制造成本也更低。另外，FPGA支持的運行頻率較低，只有幾十MHz，而Vision C5可以支持幾百MHz的運行頻率。

　　專用芯片由于應用不同，因此對計算的能力與需求不同，Tensilica可以幫助推薦和配置IP數。

　　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，方案更為簡潔，同時提高了Imaging處理的效率。

　　背景

　　據筆者所知，Cadence收購的Tensilica 是全球領先的DSP/MCU IP廠商，特點是高度可擴展，可配置，能夠廣泛的運用在各種不同性能要求的芯片產品領域。

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

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