早在2012年，中科院啟動信息技術(shù)先導(dǎo)專項(xiàng)，布局下一代信息基礎(chǔ)設(shè)施IT3.0研發(fā)，開啟了一項(xiàng)名為“海云計(jì)算”的戰(zhàn)略。

其中，陳云霽和陳天石博士帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)深耕“云計(jì)算”，創(chuàng)辦了研發(fā)面向服務(wù)器的加速芯片的寒武紀(jì)，后來成為科創(chuàng)板AI芯片第一股，備受業(yè)內(nèi)關(guān)注。

在“海計(jì)算”，即物端計(jì)算領(lǐng)域，則是由張磊博士和王元陶博士帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，實(shí)現(xiàn)面向海量終端設(shè)備的本地加速和互聯(lián)互通，直到2018年，在中科院計(jì)算所的大力支持下，以物棲技術(shù)棲息萬物之名，創(chuàng)辦了面向物聯(lián)網(wǎng)的中科物棲公司。雖然中科物棲不如寒武紀(jì)知名度高，但也大有可為。

5月10日，中科物棲宣布完成近3億元Pre-A+輪融，由南京麒麟、中科先進(jìn)、中科圖靈、國家科技成果轉(zhuǎn)化引導(dǎo)基金、賽富等聯(lián)合投資。中科物棲創(chuàng)始人張磊表示，本輪融資將主要用于核心技術(shù)的研發(fā)、創(chuàng)新應(yīng)用場景與業(yè)務(wù)拓展。

國內(nèi)最早接觸RISC-V的初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)，與寒武紀(jì)“師出同門”

始于中科院，中科物棲沒有選擇生態(tài)完善的X86和Arm架構(gòu)，而是選擇了尚未成熟的RISC-V，是國內(nèi)最早接觸RISC-V的初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)之一。

選擇RISC-V指令集架構(gòu)，與創(chuàng)始人張磊在中科院計(jì)算所的工作經(jīng)驗(yàn)密切相關(guān)。

“許多年來，我們一直在研究芯片系統(tǒng)并希望能有所創(chuàng)新，但無論是x86還是Arm，知識產(chǎn)權(quán)都?xì)w公司所有，想要改動就必須付費(fèi)，這對學(xué)術(shù)研究并不友好，難以在經(jīng)費(fèi)不充足的情況下取得創(chuàng)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，但后來其母公司ORSoC AB在2015年處于盈利考慮將業(yè)務(wù)重心向礦機(jī)轉(zhuǎn)移，Open RISC社區(qū)生態(tài)因無人維護(hù)而式微，與此同時，加州大學(xué)伯克利分校的David Patterson正在力推開源開放的新型指令集架構(gòu)。糾結(jié)一段時間后，看中伯克利影響力的張磊終于同研究團(tuán)隊(duì)從Open RISC全面轉(zhuǎn)向RISC-V。

在那之后，第四屆RISC-V研討會在MIT召開時，張磊還在大會上做了相關(guān)報(bào)告，是全場唯一一名華人。回國之后，在業(yè)內(nèi)普遍不了解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(nèi)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(fā)芯片?！拔覀儺?dāng)時看好RISC-V，所以想著趕緊做一顆嘗嘗鮮。”張磊回憶到。于是張磊等人利用社區(qū)里開源的代碼，加入了自己的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出基于RISC-V的CPU。

這顆芯片采用55nm制程，是國內(nèi)最早采用RISC-V指令系統(tǒng)的芯片之一，擁有異構(gòu)雙核處理器，融合了可編程AI專用加速器NPU。

2018年5月，第一顆RISC-V CPU測試完成后，張磊及其團(tuán)隊(duì)正式創(chuàng)辦中科物棲，并開始著手第二顆芯片的研發(fā)。

2019年5月份，中科物棲第二代JX2流片成功，這是國內(nèi)首顆可運(yùn)行Linux系統(tǒng)的RISC-V芯片，支持20多種主流AI算法模型。

JX2流片成功之后，張磊等人發(fā)現(xiàn)生態(tài)不健全的RISC-V存在軟件適配等方面的問題，因此沒有量產(chǎn)JX2，而是繼續(xù)研發(fā)JX3，并采用RISC-V + Arm混合架構(gòu)，在2021年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

五年沉淀，軟硬件解耦應(yīng)對碎片化

讓人好奇的是，中科物棲和寒武紀(jì)作為中科院計(jì)算所同一個專項(xiàng)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(wǎng)(公眾號：雷峰網(wǎng))解釋道，中科物棲面向的是大量碎片化的智能設(shè)備，寒武紀(jì)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(jì)一樣集中爆發(fā)，快速打開市場。

“物棲面向海量物端設(shè)備，需要應(yīng)對碎片化的挑戰(zhàn)，所以我們必須把我們的平臺、技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化之后才能推向市場，同時需要客戶的反饋，需要一定的時間?！睆埨谡f道。

對于物聯(lián)網(wǎng)碎片化，張磊認(rèn)為，物聯(lián)網(wǎng)碎片化只是現(xiàn)象，不是問題，不能改變它，只能適應(yīng)它，因此在過去的五年里，中科物棲一直在尋找應(yīng)對碎片化的解決方案。

事實(shí)上，整個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分為四個部分，處理器、內(nèi)存、通信、輸入輸出模塊。由于不同的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備有不同獲取信息的方式，或采用控制馬達(dá)、或使用攝像頭采集圖像信息、又或者采用其他類型的傳感器，因此輸入輸出模塊成為物聯(lián)網(wǎng)碎片化的最大源頭，其它三個模塊作為每個物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都必須擁有的部分，存在一定共性。

“所以我們把共性的部分標(biāo)準(zhǔn)化，將芯片內(nèi)存、Flash、Wi-Fi等放在一個拇指大小的機(jī)器上，配備不同大小的算力、內(nèi)存，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?！?/p>

“拇指大小的機(jī)器”，正是中科物棲自研的物端超微計(jì)算機(jī)“寄居蟹”，“寄居蟹”集成了中科物棲自研的“JX”系列芯片，預(yù)裝物棲OS智能操作系統(tǒng)，并采用2.5D/3D封裝技術(shù)將存儲、通信系統(tǒng)進(jìn)行裸片級整合，從而將一個完整的計(jì)算機(jī)核心系統(tǒng)濃縮成只有SD卡大小的超小尺寸All-in-one整機(jī)。

另外，物棲的超微計(jì)算機(jī)與外圍設(shè)備采用標(biāo)準(zhǔn)的可插拔接口方式，可通過如PWM、I2C、UART、GPIO、USB、SDIO、SPI，MIPI 等接駁各種傳感器和執(zhí)行器，意味著在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上能夠?qū)崿F(xiàn)即插即用，降低硬件產(chǎn)品的開發(fā)和創(chuàng)新門檻。

除了硬件層面的標(biāo)準(zhǔn)化，物棲也從軟件層面著手，實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦，即讓軟硬件分別按照各自的迭代速度發(fā)展。

張磊表示，現(xiàn)在做硬件的人也會定義硬件上的軟件，例如小米的智能插座，軟硬件都是小米自己做，但手機(jī)上的軟硬件完全不同，軟件完全由第三方支持。“按照手機(jī)的邏輯，軟硬件解耦之后，能夠很大程度地解決物聯(lián)網(wǎng)碎片化需求的問題?！?/p>

正因如此，中科物棲推出了物棲OS操作系統(tǒng)，將硬件設(shè)備和軟件應(yīng)用解耦，讓物聯(lián)設(shè)備成為第三方應(yīng)用的開放平臺，從而實(shí)現(xiàn)功能的擴(kuò)展。

雷峰網(wǎng)了解到，物棲OS包括設(shè)備開放平臺（硬件接入）、第三方開發(fā)者平臺（小應(yīng)用開發(fā)）和物棲冒泡(用戶入口）三大核心部分。設(shè)備開放平臺面向不同能力的物端設(shè)備提供基于裸金屬、Linux和AOSP內(nèi)核版本，第三方開發(fā)者平臺則面向物端設(shè)備的應(yīng)用市場，支持第三方開發(fā)者低代碼實(shí)現(xiàn)“人機(jī)物”智能應(yīng)用場景，物棲冒泡則是終端用戶進(jìn)入物棲OS、連接控制設(shè)備和獲取信息等的入口。

復(fù)制電腦、手機(jī)范式，自建物聯(lián)時代的Wintel

“物棲的創(chuàng)辦初衷就不是一家只做芯片的公司，我們想要做的是芯片加操作系統(tǒng)，只是研發(fā)順序上芯片靠前，操作系統(tǒng)靠后，而芯片研發(fā)又比較麻煩，慢慢暴露出節(jié)奏的問題?！睆埨谡f道。

物棲堅(jiān)信自己選擇的道路，認(rèn)為信息系統(tǒng)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(shí)力外，最主要還是有微軟與其構(gòu)建的Wintel聯(lián)盟，Windows操作系統(tǒng)擁有包括office、瀏覽器IE等在內(nèi)的面向用戶的大量應(yīng)用，因此英特爾的價值被進(jìn)一步拉高。

同樣的，自上而下的價值鏈也在移動智能時代上演，誕生出Arm+安卓強(qiáng)綁定組合。

正因如此，張磊意識到無論RISC-V AI芯片做得如何出色，沒有與之強(qiáng)綁定的操作系統(tǒng)系并衍生出應(yīng)用軟件，最終就不會具備絕對的價值。

“所以我們當(dāng)時先做周期比較長的芯片，實(shí)際上整體規(guī)劃是從芯片到操作系統(tǒng)，再到最終用戶?！睆埨谡f道。

目前，中科物棲已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)當(dāng)初的規(guī)劃，搭建了一套從芯片到操作系統(tǒng)再到超微計(jì)算機(jī)的解決方案，被應(yīng)用在家居、醫(yī)療、運(yùn)動、健康、融媒體等多種場景。

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