首發 | 中科物棲Pre A+輪融資數億元,五年自建物聯網版Wintel

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早在2012年,中科院啟動資訊科技先導專項,佈局下一代資訊基礎設施IT3.0研發,開啟了一項名為“海雲端計算”的戰略。

其中,陳雲霽和陳天石博士帶領的團隊深耕“雲端計算”,創辦了研發面向伺服器的加速晶片的寒武紀,後來成為科創板AI晶片第一股,備受業內關注。

在“海計算”,即物端計算領域,則是由張磊博士和王元陶博士帶領的團隊,實現面向海量終端裝置的本地加速和互聯互通,直到2018年,在中科院計算所的大力支援下,以物棲技術棲息萬物之名,創辦了面向物聯網的中科物棲公司。雖然中科物棲不如寒武紀知名度高,但也大有可為。

5月10日,中科物棲宣佈完成近3億元Pre-A+輪融,由南京麒麟、中科先進、中科圖靈、國家科技成果轉化引導基金、賽富等聯合投資。中科物棲創始人張磊表示,本輪融資將主要用於核心技術的研發、創新應用場景與業務拓展。

國內最早接觸RISC-V的初創團隊,與寒武紀“師出同門”

始於中科院,中科物棲沒有選擇生態完善的X86和Arm架構,而是選擇了尚未成熟的RISC-V,是國內最早接觸RISC-V的初創團隊之一。

選擇RISC-V指令集架構,與創始人張磊在中科院計算所的工作經驗密切相關。

“許多年來,我們一直在研究晶片系統並希望能有所創新,但無論是x86還是Arm,智慧財產權都歸公司所有,想要改動就必須付費,這對學術研究並不友好,難以在經費不充足的情況下取得創新。為此我所在的研究小組一直在尋找開源指令集。”張磊介紹道。

Open RISC是張磊等人最早嘗試的開源指令集,這一指令集由開源組織OpenCores提供,但後來其母公司ORSoC AB在2015年處於盈利考慮將業務重心向礦機轉移,Open RISC社群生態因無人維護而式微,與此同時,加州大學伯克利分校的David Patterson正在力推開源開放的新型指令集架構。糾結一段時間後,看中伯克利影響力的張磊終於同研究團隊從Open RISC全面轉向RISC-V。

在那之後,第四屆RISC-V研討會在MIT召開時,張磊還在大會上做了相關報告,是全場唯一一名華人。回國之後,在業內普遍不瞭解RISC-V究竟為何物的情況下,張磊推動了中科院加入RISC-V國際基金會,中科院自此成為國內最早加入RISC-V基金會的組織。

到2017年,張磊所在研究小組成員開始初次嘗試用RISC-V研發晶片。“我們當時看好RISC-V,所以想著趕緊做一顆嚐嚐鮮。”張磊回憶到。於是張磊等人利用社群裡開源的程式碼,加入了自己的設計,設計出基於RISC-V的CPU。

這顆晶片採用55nm製程,是國內最早採用RISC-V指令系統的晶片之一,擁有異構雙核處理器,融合了可程式設計AI專用加速器NPU。

2018年5月,第一顆RISC-V CPU測試完成後,張磊及其團隊正式創辦中科物棲,並開始著手第二顆晶片的研發。

2019年5月份,中科物棲第二代JX2流片成功,這是國內首顆可執行Linux系統的RISC-V晶片,支援20多種主流AI演算法模型。

JX2流片成功之後,張磊等人發現生態不健全的RISC-V存在軟體適配等方面的問題,因此沒有量產JX2,而是繼續研發JX3,並採用RISC-V + Arm混合架構,在2021年實現量產。

五年沉澱,軟硬體解耦應對碎片化

讓人好奇的是,中科物棲和寒武紀作為中科院計算所同一個專項中的兩家公司,為何中科物棲目前還處在成長期?

張磊向雷峰網解釋道,中科物棲面向的是大量碎片化的智慧裝置,寒武紀面向的使用場景更明確和集中,因此中科物棲沒有辦法同寒武紀一樣集中爆發,快速開啟市場。

“物棲面向海量物端裝置,需要應對碎片化的挑戰,所以我們必須把我們的平臺、技術和產品質量標準化之後才能推向市場,同時需要客戶的反饋,需要一定的時間。”張磊說道。

對於物聯網碎片化,張磊認為,物聯網碎片化只是現象,不是問題,不能改變它,只能適應它,因此在過去的五年裡,中科物棲一直在尋找應對碎片化的解決方案。

事實上,整個計算機系統分為四個部分,處理器、記憶體、通訊、輸入輸出模組。由於不同的物聯網裝置有不同獲取資訊的方式,或採用控制馬達、或使用攝像頭採集影象資訊、又或者採用其他型別的感測器,因此輸入輸出模組成為物聯網碎片化的最大源頭,其它三個模組作為每個物聯網裝置都必須擁有的部分,存在一定共性。

“所以我們把共性的部分標準化,將晶片記憶體、Flash、Wi-Fi等放在一個拇指大小的機器上,配備不同大小的算力、記憶體,做成低配、中配、高配三個版本,供客戶挑選,把個性化的東西留給客戶。”

“拇指大小的機器”,正是中科物棲自研的物端超微計算機“寄居蟹”,“寄居蟹”集成了中科物棲自研的“JX”系列晶片,預裝物棲OS智慧作業系統,並採用2.5D/3D封裝技術將儲存、通訊系統進行裸片級整合,從而將一個完整的計算機核心系統濃縮成只有SD卡大小的超小尺寸All-in-one整機。

另外,物棲的超微計算機與外圍裝置採用標準的可插拔介面方式,可通過如PWM、I2C、UART、GPIO、USB、SDIO、SPI,MIPI 等接駁各種感測器和執行器,意味著在物聯網裝置上能夠實現即插即用,降低硬體產品的開發和創新門檻。

除了硬體層面的標準化,物棲也從軟體層面著手,實現軟硬體解耦,即讓軟硬體分別按照各自的迭代速度發展。

張磊表示,現在做硬體的人也會定義硬體上的軟體,例如小米的智慧插座,軟硬體都是小米自己做,但手機上的軟硬體完全不同,軟體完全由第三方支援。“按照手機的邏輯,軟硬體解耦之後,能夠很大程度地解決物聯網碎片化需求的問題。”

正因如此,中科物棲推出了物棲OS作業系統,將硬體裝置和軟體應用解耦,讓物聯裝置成為第三方應用的開放平臺,從而實現功能的擴充套件。

雷峰網 (公眾號:雷峰網) 瞭解到,物棲OS包括裝置開放平臺(硬體接入)、第三方開發者平臺(小應用開發)和物棲冒泡(使用者入口)三大核心部分。裝置開放平臺面向不同能力的物端裝置提供基於裸金屬、Linux和AOSP核心版本,第三方開發者平臺則面向物端裝置的應用市場,支援第三方開發者低程式碼實現“人機物”智慧應用場景,物棲冒泡則是終端使用者進入物棲OS、連線控制裝置和獲取資訊等的入口。

複製電腦、手機正規化,自建物聯時代的Wintel

“物棲的創辦初衷就不是一家只做晶片的公司,我們想要做的是晶片加作業系統,只是研發順序上晶片靠前,作業系統靠後,而晶片研發又比較麻煩,慢慢暴露出節奏的問題。”張磊說道。

物棲堅信自己選擇的道路,認為資訊系統的價值鏈自始至終都是從上到下傳遞。

英特爾幾乎是PC時代最值錢的公司之一,追根究底,除了英特爾自身的實力外,最主要還是有微軟與其構建的Wintel聯盟,Windows作業系統擁有包括office、瀏覽器IE等在內的面向使用者的大量應用,因此英特爾的價值被進一步拉高。

同樣的,自上而下的價值鏈也在移動智慧時代上演,誕生出Arm+安卓強繫結組合。

正因如此,張磊意識到無論RISC-V AI晶片做得如何出色,沒有與之強繫結的作業系統系並衍生出應用軟體,最終就不會具備絕對的價值。

“所以我們當時先做週期比較長的晶片,實際上整體規劃是從晶片到作業系統,再到終端使用者。”張磊說道。

目前,中科物棲已經初步實現當初的規劃,搭建了一套從晶片到作業系統再到超微計算機的解決方案,被應用在家居、醫療、運動、健康、融媒體等多種場景。

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