热点丨以色列芯片初创公司NextSilicon，单挑Nvidia和Intel

AI芯天下

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·聚焦:人工智能、芯片等行业欢迎各位客官关注、转发前言：这家成立于2017年、累计融资超3亿美元的公司，正试图用一种[反传统]的架构，同时挑战英伟达在HPC/AI加速器领域、英特尔在CPU领域的统治地位。它的底气，来自一套名为智能数据流架构的创新，让硬件不再是固定的[铁盒子]，而是能跟着软件动态调整的自适应引擎。作者| 方文三图片来源|网络HPC的[中年危机]，传统架构困在枷锁里高性能计算（...

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络HPC的[中年危机]，传统架构困在枷锁里高性能计算（HPC）是科技领域的[基建]，从天气预报到新药研发，从量子模拟到AI训练，都离不开它的支撑。但近年来，支撑HPC的传统CPU与GPU架构，正逐渐显露出力不从心的疲态。NextSilicon首席执行官Elad Raz曾尖锐地指出行业痛点：大规模代码重写、噩梦般的移植工程、飙升的能耗，以及微乎其微的性能增益，已成为常态。这背后，是沿用80年的冯·诺依曼架构的固有局限，数据必须在内存和计算单元之间来回传输，形成了难以突破的内存墙；更关键的是，为了支持通用计算，传统芯片把98%的硅面积都用在了分支预测、乱序执行、指令解码等[控制开销]上,真正用于核心计算的部分仅占2%。当科研人员用C++写了一段流体力学模拟代码，若想迁移到英伟达GPU上加速，必须用CUDA语言重写；即便成功移植，GPU也会因为无法动态适配稀疏计算、图结构处理等场景，导致能效比骤降。更尴尬的是，随着摩尔定律逼近极限，CPU/GPU的性能提升越来越慢，想要获得2倍算力，往往需要付出2倍以上的功耗和成本，这对需要大规模集群的HPC领域来说，无疑是不可持续的死循环。行业急需一种新范式，既能保留通用计算的灵活性，又能拥有ASIC的高效能；既不用重写代码，又能动态适配不同任务。NextSilicon的Maverick2，正是冲着这个“不可能三角”来的。从硬件适配软件到硬件跟着软件变Maverick2的核心创新，集中在两个词上：运行时可重构与数据流架构。这两个技术组合，彻底打破了传统芯片的[刚性思维]。①运行时可重构：纳秒级[精准打击]热点代码传统可重构芯片想要调整硬件逻辑，必须重启设备，根本无法适配实时变化的工作负载。而Maverick2的运行时可重构，能在程序执行过程中，以纳秒级速度动态调整硬件结构，相当于芯片有了即时优化能力。Maverick2的智能软件会实时监控应用，精准识别这些热点，然后立刻重构硬件，专门为这些关键代码打造定制化计算通道。如果把传统GPU比作通用工厂，无论生产什么都用一套流水线；Maverick2就是灵活工坊，发现需要生产齿轮，立刻调整机床；接下来要做螺丝，瞬间切换工具，全程不用停工。这样一来，宝贵的硅面积和功耗不再浪费在极少执行的代码上，效率自然飙升。②数据流架构：绕开冯·诺依曼内存墙为了彻底解决数据传输瓶颈，Maverick2采用了数据流架构，而非传统的冯·诺依曼架构。在这套架构里，芯片的绝大部分面积都给了计算单元（ALU），远超CPU的2%占比，甚至比GPU的计算单元密度更高。具体来说，数据不再是从内存到计算单元来回跑，而是像流水一样在ALU之间流动。当数据到达某个ALU时，计算自动触发，结果直接流向需要它的下一个ALU；中间通过保留站（RS）暂存数据，内存入口点（MEPs）精准调度内存访问，全程没有多余的数据移动。更关键的是，Maverick2的编译器能自动完成任务拆分，串行逻辑交给主机CPU，计算密集型任务则被转化为“中间表示”，映射到可重构硬件上，还能复制到多个ALU实现并行。比如做AI推理时，芯片先配置为执行ReLU激活函数，几纳秒后就重构成矩阵乘法单元，全程无需人工干预。③最大惊喜：不用改代码，直接加速数据流架构过去一直难以普及，核心问题是编程难，必须用领域特定语言（DSL），兼容性极差。而NextSilicon解决了这个历史性难题：Maverick2的软件栈支持C++、Fortran、Python、CUDA、ROCm、oneAPI，甚至主流AI框架TensorFlow、PyTorch。也就是说，用户手里的旧代码，不用改一行，就能在Maverick2上获得加速。编译器会自动完成代码分割、硬件映射，运行时系统还会通过片上遥测持续优化。如果两个子模块频繁通信，硬件会自动把它们的物理位置拉近；如果出现瓶颈，就动态复制计算单元提升并行度——这些操作，开发者完全看不见。[再强大的硬件，若无法编程，便毫无价值。]NextSilicon联合创始人Ilan Tayari的这句话，正是Maverick2能落地的关键。性能碾压，还能处理GPU搞不定的任务空谈技术不够，基准测试数据才是硬实力。Maverick2基于台积电5nm工艺制造，提供单芯和双芯两个版本。单芯版集成96GB HBM3e显存，TDP 400W（风冷）；双芯版集成192GB HBM3e，TDP 750W。在多项HPC测试中，它的表现让传统芯片相形见绌。内存带宽（STREAM测试）：达到5.2 TB/s，远超主流GPU的内存带宽上限，意味着数据传输速度更快；内存更新性能（GUPS）：460W功耗下实现32.6 GUPS，比CPU快22倍，比GPU快近6倍；真实HPC负载（HPCG）：750W功耗下实现600 GFLOPS，性能对标英伟达高端GPU，但功耗仅为后者的一半；图算法（PageRank）：吞吐量达40 gigapages/s，小规模图性能是GPU的10倍，还能处理超过25GB的大型图结构——而同类GPU根本无法运行这么大的图。最后一块拼图，Arbel RISC-V CPU对标巨头如果说Maverick2是加速引擎，那么NextSilicon最新披露的Arbel CPU，就是让这个引擎跑得更顺的关键，它要补上通用计算的短板，实现CPU+加速器的垂直整合。Arbel是一款基于RISC-V架构的高性能CPU，定位直接对标英特尔的Lion Cove（Xeon系列核心）和AMD的Zen5（Epyc系列核心）。其核心参数相当亮眼，台积电5nm工艺，最高主频2.5GHz，10发射宽核设计，配备480条重排序缓冲区，还有4个128位矢量单元，支持SIMD工作负载。在架构上，Arbel有几个关键创新：①宽指令流水线：10宽发射宽度能一次处理更多指令，核心利用率大幅提升；②高效内存子系统：64KB L1指令缓存+64KB L1数据缓存+1MB L2缓存，解决内存延迟瓶颈；③精准分支预测：Elite TAGE分支预测器减少错误预测，避免计算资源浪费。NextSilicon做Arbel的逻辑很清晰，像英伟达用Grace CPU+Hopper GPU打造超级芯片一样，Arbel将与下一代Maverick3加速器搭配，形成通用计算+专用加速的全栈优化方案。商业落地与未来，从国家实验室到AI新场景目前，Maverick2已在数十家客户中部署，最受关注的是与桑迪亚国家实验室的三年合作。桑迪亚国家实验室曾和NextSilicon合作设计和测试了Maverick-1数据流引擎,目前桑迪亚正在构建名为Spectra的新型架构超级计算机,这台超级计算机将使用Maverick-2数据流引擎构建。NextSilicon的野心不止于HPC，按照规划，2027年推出的Maverick3将增加对低精度AI计算的支持，把可重构架构的优势拓展到AI训练与推理场景。届时，Arbel CPU与Maverick3的组合，可能会在通用计算+AI+HPC的融合场景中，形成对英伟达Grace+Blackwell的直接竞争。对行业而言，NextSilicon的意义远不止多了一款芯片，它证明了在摩尔定律放缓的时代，打破巨头垄断的关键，不是在现有架构上堆参数，而是用软件智能驱动硬件重构，用开放架构摆脱供应商锁定。结尾：从英伟达凭借CUDA生态垄断HPC/AI加速器市场，到英特尔、AMD长期占据CPU领域，行业似乎已经习惯了巨头定义规则。但NextSilicon的出现提醒我们：计算的未来，不该只有一种声音。或许，NextSilicon未必能立刻颠覆英伟达、英特尔的地位，但它点亮的可重构+开放架构方向，已经为计算领域打开了一扇新门。部分资料参考：AI科技汇：《NextSilicon发布运行时可重构架构》，芯片大师：《成立仅8年，这家初创公司，硬刚英伟达和AMD》，半导体行业观察：《一家芯片初创公司，单挑Nvidia和Intel》本公众号所刊发稿件及图片来源于网络，仅用于交流使用，如有侵权请联系回复，我们收到信息后会在24小时内处理。","kind":"news","is_publish_news":true,"is_publish_highlight":false,"is_publish_live":false,"is_publish_wemedia":null,"editions":null,"column":"","sentiment":"1","news_tag":"","news_rank":0,"symbols":[],"gpt_button":0,"need_auth":false,"code":"91000000","status":"200"}}}