基于RPP架构设计的GPU芯片AE7100
产品描述
芯动力科技自主研发的RPP架构，作为全球首款专为并行计算设计的芯片架构，实现了低成本、低功耗、低延时、高性能、快速部署和广泛应用的全方位平衡，为AI计算领域带来了颠覆性的创新解决方案。该架构深度融合了CGRA与CUDA语言，成功攻克了可重构阵列编程的难题，显著提升了并行计算效率。其独特的存算一体化技术创新，不仅优化了内存访问，降低了功耗，还大幅提升了边缘AI芯片的运算效率。
基于RPP架构设计的AE7100芯片在同等算力下，其总面积仅为英伟达AGX芯片的1/3，却集成了高达1024个计算核，尺寸小巧，仅为17mmX17mm，非常适合嵌入式和边缘计算应用。AE7100芯片不仅支持多种编程语言，简化了应用开发流程，而且其能效比高达Nvidia Jetson Xavier的5倍。此外，该芯片还具备强大的编程灵活性，支持RPP汇编及CUDA C/C++，进一步降低了开发门槛。
AE7100芯片已成功适配Llama3-8B、Stable Diffusion、通义千问等先进模型，其应用领域已广泛覆盖边缘大模型、工业自动化、安全监控、内容过滤、医疗影像及信号处理等多个领域，展现出了强大的市场潜力和应用价值。
RPP目前已量产，且销售额已突破千万，并预计未来几年将持续保持高速增长。
技术指标：
核心架构：可重构并行处理器架构(RPP)
计算单元：单核RPPCore，1024算术处理单元(ALU)，8092矩阵处理单元(MAC16)
计算性能：INT8 32TOPS/BF16 16TFLOPS/FP32 1TFLOPS
存储单元：LPDDR4 128bit，最大支持16GB，吞吐率59.7GB/s
视频解码：支持H.265/HEVC Main/Main10 Profile QL5.1 High-tier；H.264/AvC Main/High/High 10 Profile QL5.2
图像处理：支持JPEG Encoder/Decoder，分辨率高达32768x32768
外部接口：PCIe express 3.0x4
电源接口：0.8V/18V/3.3V
工艺节点：14nm
典型功耗：＜8W
封装形式：FanOut FCCSP 17mmx17mm
应用情况
芯动力的商用落地进展显著，其产品核心竞争力突出，凭借独特的RPP架构和高效能、低功耗的特性，在市场上脱颖而出。在销量和营收方面，芯动力已经取得了可喜的成绩，RPP产品的销售额已突破千万，并且预计未来几年将持续保持高速增长。随着市场推广的深入，芯动力有望进一步提升市占率，并在全球边缘服务器、AI芯片及智能加速卡市场中占据领先地位。
芯动力的产品具备规模化复制性，能够满足不同应用场景的需求。在主要应用领域，如边缘大模型、泛安防、工业自动化、医疗影像、信号处理等，芯动力的产品已经展现出领先性和有效性，为客户提供了高效稳定的解决方案。这些应用领域的拓展不仅提升了芯动力的业务价值，也进一步增强了其进口替代能力，有望推动国产品牌在全球市场的崛起。
一、泛安防市场
主要客户：
以浪潮为代表的硬件集成商，其目标客户为安防领域的央企类客户，如金融行业中的银行，以及能源、电力、化工等对安全性要求较高的行业客户。
应用案例：
RPP芯片已成功应用于中国银行的多个分行，作为其安防系统的核心组件，提供了高效、安全的智能化处理能力。
与某知名硬件集成商合作，RPP芯片被集成到其安防解决方案中，为多个高端商业楼宇提供智能化的安防监控和管理。
二、信号处理（FFT计算）市场
主要客户：
院所及高端DSP需求客户，他们对算力、功耗和安全性有极高要求，且软件层算法层保密需求高。
应用案例：
RPP芯片已成功替代某院所原有的高端DSP芯片，应用于雷达信号处理系统，实现了FFT变换、滤波和信号检测的显著性能提升，同时降低了功耗和成本。
与多家公司合作，RPP芯片作为其信创方向产品的核心组件，为卫星信号和毫米波雷达等应用场景提供了高效、可靠的信号处理解决方案。
三、工业摄像机市场
主要客户：
工业摄像头制造商，特别是那些专注于高端、高精度机器视觉应用的厂商。
应用案例：
与美国独角兽企业Element Bioscience合作，RPP芯片被集成到其工业摄像头中，为生物科学领域的研究提供了高精度的图像分析和处理能力。
与某国内知名工业视觉领域厂商合作，开发了新一代智能工业摄像头，该摄像头在质量检测、测量、运动规划和3D成像等方面表现出色，且功耗和成本显著降低。
四、AI PC市场
主要客户：
全球市场排名首位的PC厂商，以及其他寻求在AIPC赛道上形成差异化竞争的终端厂商。
应用案例：
-已通过全球市场排名首位终端厂商全球筛选并获得各项指标首位
已通过全球市场排名首位终端厂商全球筛选并获得各项指标首位,即将与该PC厂商合作，RPP芯片被成功集成到其最新的AIPC产品中，相比传统的嵌入式解决方案，该产品在功耗、成本和性能上均表现出显著优势，为用户提供了更加智能、高效的个人电脑体验。
预计2025年获得几十万颗级别订单，到2027年在PC端实现30亿元人民币的收入。
综上所述，RPP芯片在泛安防、信号处理、工业摄像机以及AI PC等多个市场均展现出了强大的竞争力和广泛的应用前景。通过与主要客户的紧密合作和不断创新，RPP芯片有望在未来实现更广泛的市场应用和更高的收入增长。
产品对标
RPP芯片技术，以其独特的并列处理器架构和存算一体化技术，展现出了显著的性能优势，尤其在对比国外相关芯片产品时更为突出。
与英伟达的AGX Xavier芯片相比，RPP-R8芯片在计算能力上具备更高的潜力，拥有1024个ALU（算术逻辑单元），远超Xavier的512个CUDA cores。同时，RPP-R8芯片的总面积仅为110mm2，较Xavier的360mm2有了大幅缩减，这意味着RPP-R8在较小的尺寸下实现了更高的计算能力。在深度学习网络resnet-50的测试下，RPP-R8每秒可以处理1500张图像，功耗却低于15W，其性能远超Xavier每秒处理500张图像的表现。
与英伟达的主流GP-GPU相比，RPP芯片在计算密度上具有显著优势。在相同的芯片面积和功耗下，RPP能够输出更多的计算能力，从而降低了服务器的成本并实现了更低的功耗。具体来说，使用14nm工艺的RPP可以每秒处理1700张图片，而英伟达的Jetson Xavier仅能处理不到500张。在功耗效率方面，RPP-R8每秒每瓦的处理能力是能耗表现最好的Xavier芯片的5倍。
进一步与英伟达的Pascal系列GP100芯片相比，RPP在芯片尺寸、功耗以及成本方面均展现出明显优势。GP100作为世界上最大、功耗最高、计算能力最强的芯片之一，其功耗高达300W。然而，RPP在相同的芯片尺寸和工艺制程下，有望形成压倒性的竞争优势，其功耗仅为GP100的十分之一到四分之一左右。
此外，与英伟达的Pascal系列GP100等通用图像处理器相比，RPP在芯片尺寸和功耗方面也具有明显优势。GP100作为世界上最大、功耗最高、计算能力最强的芯片之一，采用了16纳米工艺，集成了153亿晶体管，功耗高达300W。然而，RPP在芯片尺寸和功耗方面仍有很大的改进空间，在相同的芯片尺寸和工艺制程下，RPP有望形成压倒性的竞争优势。同时我们也降低了对流片资金的需求，同时采用3D堆叠的SRAM封装技术替代昂贵的HBM2，进一步降低了成本和工艺难度。在性能指标上，我们的RPP-R8芯片在14nm工艺下支持32路摄像头输入，功耗仅为15W，芯片尺寸仅为110平方毫米。而我们正在研发的下一代芯片RPP-R36计划通过芯粒技术实现两个维度的扩展：一是算力的提升；二是边缘应用场景I/O Die接口的扩展。这些性能指标均领先于国内外同类技术。与国内外同类技术相比，如英伟达的A100 GPU，RPP架构展现出以下显著优势：更高的计算单元密度（提高了约10倍）、更低的功耗（约为GPU的十分之一到四分之一）、更强的算力和边缘应用I/O扩展能力，以及较低的生产和研发成本。
与国内外同类技术相比，RPP架构展现出更高的计算单元密度、更低的功耗、更强的算力和边缘应用I/O扩展能力，以及较低的生产和研发成本等显著优势。这些优势使得RPP芯片技术在全球范围内具有强大的竞争力。
