即便放眼整個(gè)IC行業(yè)，像Chris Rowen博士這般愛談技術(shù)，同時(shí)又可以講得如此深入淺出的，著實(shí)少見。他幾乎經(jīng)歷過微處理器的所有起起伏伏，前世今生。他是RISC架構(gòu)的奠基人之一，分別參與了Intel和MIPS公司的大躍進(jìn)時(shí)代，如今，又帶著一種全新SoC架構(gòu)的理念，在或多或少地改變著我們的數(shù)字時(shí)代。

　　1、我看過您寫的“復(fù)雜SoC設(shè)計(jì)”，非常喜歡的第8章(Chris Rowen：“SOC設(shè)計(jì)的未來”哈哈)。恩您還記得。因?yàn)槟愕乃蓄A(yù)言都應(yīng)驗(yàn)了，這非常有趣。所以我的問題是，您如何看待再6年之后的SoC設(shè)計(jì)，或者說和SoC設(shè)計(jì)有關(guān)的那些技術(shù)趨勢(shì)?

　　Chris Rowen ：哇，這個(gè)問題還不賴!我認(rèn)為這個(gè)市場(chǎng)的大方向還是相當(dāng)清楚的?？纯词袌?chǎng)層面的基本趨勢(shì)，再看看技術(shù)層面的基本趨勢(shì)，你就可以看到他們?cè)谀睦镏睾?。就技術(shù)而言，你會(huì)發(fā)現(xiàn)摩爾定律(Moore’s Law)作為經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)力的事實(shí)。但是摩爾定律真正有趣的部分在于，第一，是“集成度(Density)持續(xù)提高”。每隔2年半或者3年，硅密度就要提高一倍，這意味著近一倍成本的降低，讓射頻產(chǎn)品中的數(shù)字模塊集成度越來越高。這也意味著，各種系統(tǒng)都在規(guī)模(Scale)上變得越來越小。所以無論是電腦亦或消費(fèi)電子設(shè)備，每一個(gè)系統(tǒng)的目的都是集成于同一塊芯片。這就變得有趣起來。因?yàn)樵谶^去，你可以生產(chǎn)通用(Generic)存儲(chǔ)器，通用處理器，通用射頻，諸如此類，然后一股腦兒放在一塊兒，建一個(gè)非常牛逼的專用(Specific)系統(tǒng)。但是在今天，事情都顛過來了。你更希望把一坨不同的功能集合到一塊芯片上。當(dāng)然在這個(gè)意義上，你還是得搞出一塊專用芯片。但是挑戰(zhàn)變大了，因?yàn)樾酒旧硇枰訉Ｗ⒂谀骋粋€(gè)特殊應(yīng)用，而應(yīng)用處理器、內(nèi)部總線等等其他玩意兒，也要變得更小更強(qiáng)更快!

　　另一件吊詭的事就是，摩爾定律并沒有在晶體管層面帶來太多的功率改進(jìn)。在過去，當(dāng)東西變小了，功率自然就降低了，所以工程師也壓根不需要操心什么芯片架構(gòu)(Architecture)。而現(xiàn)在，如果工程師想要優(yōu)化功耗，首先就要優(yōu)化架構(gòu)。他得考慮我怎么著才能更有效地完成這個(gè)計(jì)算?譬如用更少的晶體管門或者運(yùn)算周期，甚至在這個(gè)任務(wù)不運(yùn)行的時(shí)候關(guān)閉掉相應(yīng)子系統(tǒng)?？傊@活兒變智能(Intelligent)了。

　　所以舉個(gè)例子啊，比如你想做個(gè)手機(jī)，就必須要注意區(qū)分不同的使用場(chǎng)景，譬如聽音樂、看YouTube視頻、發(fā)短信、上網(wǎng)，或者煲電話，這些都是完全不同的情景。你得關(guān)掉所有沒用的子系統(tǒng)。更細(xì)心，更積極。因此對(duì)于芯片設(shè)計(jì)師(Chip Architect)或者系統(tǒng)設(shè)計(jì)師來說，這是最好的時(shí)代。因?yàn)橛羞@么多的事兒可做。但對(duì)于一個(gè)晶體管工人(Transistor Guy)而言，這可真是最壞的時(shí)代啊!一切都已經(jīng)上升，已經(jīng)上升到系統(tǒng)或者應(yīng)用的級(jí)別。這就是技術(shù)領(lǐng)域正在發(fā)生的大事件。

　　2、未來幾年市場(chǎng)方面的變化呢?

　　Chris Rowen ：說到市場(chǎng)。我認(rèn)為最大的趨勢(shì)是一切都已經(jīng)移動(dòng)起來，因?yàn)槿藗兊纳罘绞揭呀?jīng)徹底改變了。當(dāng)你可以隨身攜帶那么多的設(shè)備，就會(huì)希望能夠持續(xù)地連接到互聯(lián)網(wǎng) 上。這種影響不僅表現(xiàn)在設(shè)備上，還表現(xiàn)在無線基礎(chǔ)設(shè)施，以及云計(jì)算上。而且經(jīng)濟(jì)層面的機(jī)會(huì)，將會(huì)隨之變得非常，非常深遠(yuǎn)。因?yàn)槟銜?huì)看到，譬如在這種設(shè)備(Chris拿起手里的iPhone開始演示)的層面，無線連接的帶寬起碼還要提高30倍。為了獲得足夠豐富的娛樂體驗(yàn)，我們或許需要幾十甚至幾百兆比特的帶寬。在世界每一個(gè)地區(qū)，高端用戶越來越多。中國就是一個(gè)鮮活的例子。不光如此。在印度、南美、非洲、加勒比海地區(qū)，人人都希望持續(xù)不斷地連接到互聯(lián)網(wǎng)。

　　所以，你必須很好地設(shè)定人們?nèi)找嬖鲩L的期望值。現(xiàn)在有10倍的寬帶人口增長每個(gè)人都有30倍的寬帶需求，因此就有了300倍的寬帶要求。而系統(tǒng)的每 個(gè)層面都需要滿足這種需求。對(duì)于無線基礎(chǔ)設(shè)施制造商來說，他們的機(jī)會(huì)是巨大的。譬如華為。但是制造商是沒可能贏得300倍收入的。有可能獲得更多的收入， 但不是三百倍以上。因此，他們必須在得到大幅增加帶寬的同時(shí)，大幅降低資金成本(Capital Cost)和經(jīng)營成本(Operate Cost)。

　　3、那么接下來在SoC設(shè)計(jì)上會(huì)有什么事情發(fā)生?

　　Chris Rowen ：你可以看下無線基站作為例子。傳統(tǒng)意義而言，它們是昂貴的。你可以找些通用芯片、通用DSP、通用FPGA。可是今天，為了滿足對(duì)帶寬的要求，您需要更 多的高度定制的SoC，芯片平臺(tái)和軟件的需求也上升很快。所以這將使集成度更高，每塊芯片上集成更多的DSP，而每塊DSP上嵌入更多的軟件程序，甚至是 軟件內(nèi)容的爆炸性發(fā)展。

　　有趣的是，每部分網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施(Network Infrastructure)的功耗都是巨大的。那么即便為綠色節(jié)能考慮，減少為更加緊密集成的系統(tǒng)都是異常重要的?；緦⒚黠@變小，這意味著整個(gè)基站 都可變成塔頂?shù)囊粋€(gè)小盒子，而不是……裝在塔頂可是簡單很多。

　　當(dāng)然在系統(tǒng)層面，你一旦降低成本以后降低功耗也就水到渠成。所以這兩者之間是一個(gè)非常良性的關(guān)系。關(guān)鍵是硅晶圓的集成。這也是Tensilica會(huì) 如此迅速成長成為世界領(lǐng)先的DSP內(nèi)核供應(yīng)商之一的原因。

　　甚至可以看到這種變化體現(xiàn)到了云計(jì)算上。因?yàn)楝F(xiàn)在你需要300倍的帶寬，也就相應(yīng)地對(duì)視頻服務(wù)、視頻壓縮、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫搜索、社會(huì)網(wǎng)絡(luò)，如此等等， 都提出了更高的需求。而所有這些事情，真的都是很復(fù)雜的應(yīng)用程序呢。

　　不過有趣的是，他們都是些并行的應(yīng)用程序。這是個(gè)好消息。因?yàn)樵谟?jì)算機(jī)業(yè)已經(jīng)發(fā)生的一件事情便是，單個(gè)微處理器的速度已經(jīng)很難再提高了。Intel在1990年，戲劇性地發(fā)現(xiàn)了單處理器性能呈指數(shù)增長的改善。但是他們也旋即發(fā)現(xiàn)當(dāng)處理器頻率達(dá)到約3.5到4GHz的時(shí)候，功率密度(Power Density)遇到了瓶頸。于是，他們開始嘗試多核技術(shù)。

　　還好人民群眾想做的事，基本都是天然就可以并行處理的。所以，你在做互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫檢索(Internet Database Search)的時(shí)候，確實(shí)可以設(shè)置多內(nèi)核、多芯片，甚至多系統(tǒng)。因?yàn)槟愕牟樵冋?qǐng)求通常將被發(fā)往多個(gè)地點(diǎn)。所以在互聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算的領(lǐng)域，運(yùn)用多核的機(jī)會(huì)無比 廣闊。

　　而且確實(shí)存在是一個(gè)問題，就是你如何在有效的MIPS指令內(nèi)獲得足夠低的功耗。或者說，如何在設(shè)計(jì)電池壽命最長的移動(dòng)設(shè)備，和最可擴(kuò)展的服務(wù)器之間 取得關(guān)聯(lián)?因?yàn)樗卸己凸挠嘘P(guān)，而非峰值的性能。

　　4、那么Tensilica是如何來克服在功耗上的挑戰(zhàn)的?和競爭對(duì)手比起來又有何區(qū)別?

　　Chris Rowen ：舉個(gè)例子。Tensilica贊同為特定的任務(wù)去優(yōu)化處理器。優(yōu)化流水線(Pipeline)，優(yōu)化接口，優(yōu)化設(shè)計(jì)層面，然后把多個(gè)內(nèi)核放在一起，以建 立一個(gè)多核系統(tǒng)。這種優(yōu)化的能力將產(chǎn)生巨大的影響。我會(huì)在今天下午的會(huì)上談到這個(gè)稱作Turbo解碼器的專用(Specialized)處理器。Turbo是一種特殊的算法，可以從嘈雜的噪聲中提取有用信息，在一個(gè)工作循環(huán)(cycle)內(nèi)，這個(gè)解碼器可以執(zhí)行大約3萬次，哦對(duì)的沒錯(cuò)3萬次RISK指令。是的，通用的壓縮(Compression)處理器只能執(zhí)行一次指令，而這個(gè)專用處理器可以執(zhí)行3萬次。當(dāng)然這是一個(gè)極端的例子，只是想表 明當(dāng)你知道你的問題在哪里，你就可以做出很多令人難以置信的事情。并行，并因此難以置信的高效率。

　　同樣的原則可以適用于各個(gè)層面，適用于各種其他門類的專用DSP、無線接收器，適用于基帶和音頻的通用DSP，也適用于客戶意欲進(jìn)行視頻處理或其他圖形壓縮、安全操作、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理，以及廣泛應(yīng)用于射頻的深嵌入式控制(Deeply Embedded Control)。

　　Tensilica特別集中精力于那些能夠?qū)ｉT優(yōu)化的能力，以及真正方便使用多核的能力。而因此，我們從那些傳統(tǒng)的CPU老家伙們中區(qū)別了出來。譬 如Intel、ARM、MIPS，或者其他什么人。他們都面臨一個(gè)相同的物理問題，摩爾定律在給了他們更多的晶體管之后，卻沒有給他們更好的功率控制，對(duì)不對(duì)?

　　他們很少去考慮并行的問題。而與之相反，我們?cè)趹?yīng)用層面非常努力地工作，以期尋找到解決方案。在云計(jì)算那段，我們確實(shí)可以將任務(wù)分割成很多子任務(wù)， 但是當(dāng)我在這里玩游戲(Chris又一次拿起手里iPhone開始演示)，我真的被限制了。你看，一個(gè)手指只能玩一樣?xùn)|西哈。因此在應(yīng)用處理器的層面，你 真的無法得到啥好處。MIPS、ARM，甚至還有Intel，都面對(duì)著這樣一個(gè)無法在當(dāng)前硅科技下有效完成多任務(wù)的問題。而那是我們擅長的。

　　我們看到這個(gè)市場(chǎng)在迅速增長，去年的出貨量增長了大約70%。然后我們會(huì)試圖進(jìn)入所有的DPP(Data-Plane Processor)領(lǐng)域，包括DSP、音頻視頻、安全，以及深嵌入式控制，這其實(shí)和應(yīng)用處理器的范疇離得很遠(yuǎn)。所以啊，我們常常會(huì)發(fā)現(xiàn)自己和MIPS、ARM或Intel出現(xiàn)在同一塊芯片上。你知道吧，其實(shí)我們就是工廠的工人啊(Chris突然哈哈大笑)!因?yàn)橛羞@么多不同的處理器，在Date-Plane里又有這么多不同的任務(wù)，那些小而高效的處理器會(huì)有很多機(jī)會(huì)，很多接口(Socket)。

　　這種對(duì)于應(yīng)用處理器或者接口的互補(bǔ)性，甚至于可以讓應(yīng)用處理器在執(zhí)行類似于信號(hào)處理這種實(shí)時(shí)任務(wù)的時(shí)候，也完全關(guān)閉?；蛘弑热缍嗝襟w應(yīng)用，應(yīng)用處理 器當(dāng)然可以去做，但是如果我們優(yōu)化專用音頻DSP的話，將獲得4到5倍的效率。尺寸更小，單位時(shí)間內(nèi)的吞吐量卻更大。而且可以用如此多的音視頻處理器夠你 選擇。所以幾乎任何時(shí)刻，系統(tǒng)設(shè)計(jì)師或者SoC設(shè)計(jì)師都可以通過區(qū)別應(yīng)用場(chǎng)景的方式，來決定卸載(Off Load)哪個(gè)處理器。

　　這也是為什么我認(rèn)為我們可以在音頻方面取得這么大的成功。當(dāng)你正在設(shè)計(jì)一個(gè)手機(jī)，或者閱讀顯示器，或者機(jī)頂盒，或者數(shù)字電視，或者數(shù)碼相機(jī)，你會(huì) 說，啊，這里有一種場(chǎng)景需要我做大量音頻的工作。于是，把那種卸載很自然地就被設(shè)計(jì)到到基本構(gòu)架里去了。

　　而且，我們可以為應(yīng)用層面的處理器自動(dòng)生成軟硬件，尤其是基于音頻和基帶的非常全面的軟件庫(Software Libraries)。因此，不管是老手還是菜鳥，在我們的店鋪里都能找到他們所有需要的軟硬件解決方案，以幫助他們最快地進(jìn)入市場(chǎng)。集成音頻、集成基 帶，或者其他各種功能。

　　5、那么Tensilica有什么具體的應(yīng)用嗎?

　　Chris Rowen ：今天下午，我將討論一下移動(dòng)電話。這是一個(gè)巨大的市場(chǎng)，一個(gè)可以滿足之前所說帶寬需求的市場(chǎng)。特別是從當(dāng)前正從3G向4G升級(jí)，大家都聚焦在LTE身 上。不僅因?yàn)長TE看上去很像是最后標(biāo)準(zhǔn)的勝者，也因?yàn)樗浅Ｏ馱iMax。我們已經(jīng)能夠提供參考設(shè)計(jì)，幫助客戶建立他們自己定義的多核LTE手機(jī)，在市 場(chǎng)中搶得先機(jī)。這只是一個(gè)我們進(jìn)入領(lǐng)域的實(shí)例。

　　我們也在做一個(gè)很類似的數(shù)字電視解調(diào)器。因?yàn)橛腥讼Ｍ葹橐苿?dòng)應(yīng)用又為起居室設(shè)計(jì)一種通用的數(shù)字電視接收器。這里有個(gè)很大的問題，就是全世界在視頻 領(lǐng)域有好多不同的標(biāo)準(zhǔn)和概念，而每個(gè)人都真心希望擁有一塊可以解決一切的視頻芯片。我們準(zhǔn)備來設(shè)計(jì)一塊。其實(shí)應(yīng)用一樣的原理，就是找些DSP和專用核，優(yōu) 化最密集的任務(wù)，并充分利用我們最重要的能力——生成處理器的功率效率非常小，以及和世上最穩(wěn)定的通用DSP一樣易于編程的軟件工具。昨天晚上客戶還和我 們說，DSP如此招人待見的最主要原因就是可編程。譬如TI的那些DSP。我們同樣在努力使編譯器更強(qiáng)大，使程序模型簡單，使程序員更不操心。我們還微處 理器的流水線設(shè)計(jì)上增強(qiáng)了視覺效果。這種架構(gòu)下要還能生成不正確的代碼，也怪難的。

　　因此，我們擁有一個(gè)非常高效的處理器。但是效率(Efficiency)這個(gè)詞值得商榷。傳統(tǒng)意義上而言，效率就是指最少的門數(shù)、最小的功耗，巴拉 巴拉。但效率也是將產(chǎn)品推向市場(chǎng)的時(shí)間。需要多少工程師才能部署好這個(gè)系統(tǒng)?每行代碼的成本是多少?每個(gè)工程師小時(shí)(Engineer Hour)所能帶來的收入?除了硅片層面的效率以外，這些同樣是測(cè)量效率的重要參數(shù)。我認(rèn)為我們?cè)谶@兩面都推動(dòng)得很好。剛才討論的那種架構(gòu)，也特別適合在 大量出貨的領(lǐng)域。移動(dòng)設(shè)備、客廳設(shè)備、數(shù)碼相機(jī)，這些都是我們做得非常好的地方。這幾個(gè)領(lǐng)域四大廠商中的三位，十大廠商中的六個(gè)都是我們的客戶。

　　我們主要是在DPP方面擁有很強(qiáng)的知識(shí)積累，但同樣的影響也已經(jīng)開始在云計(jì)算上面出現(xiàn)。當(dāng)然，現(xiàn)在云計(jì)算的變化還比較慢，部分原因是它并非對(duì)功耗如 此敏感，但我認(rèn)為整體上還是會(huì)有影響的。