Coolstar总裁兼CTO许曙明博士:“冷酷的芯”如何成就“智慧的脑”

  


Coolstar是一家硅谷创业公司,也是云启资本投资的A轮项目,曾获得台积电CCS Customer Collaboration Summit大奖,他们开发的电源管理芯片和功率放大器,与目前市场上的同类产品相比有很大的效率和性能提升。

总裁兼CTO许曙明曾任职德州仪器科技战略总策划师, Ciclon的创始人兼首席技术官,同时也是朗讯首席研究员,NexFET的发明者。在这30年来,一直在集成电路领域的不同跨界,从工艺器件到微波技术,到元件加工工艺都有所建树,今天推送的这篇文章是许曙明在云启资本第20期BBQ上的分享,以下为他的分享:



酷炫的人工智能,最终会受到能源供电的限制


总体来说,我对自己的认识就是不管是从农村到城里,从国内到国外,从学者到工程师到企业家,最后我始终是一个学生。

 

人工智能现在是一个非常热门的话题,与常人100——120的IQ相比,随着人工智能的发展,在不远的将来,机器人的IQ可以达到1000——10000,但这并不是说机器人就可以代替人类,只是它可以把人的IQ大大提高,当IQ提高后,整个社会的生产效率,未来人们的能力都会有很大的提升。

 

那么,什么会成为限制它的因素呢?是成千上万的芯片吗?其实将来随着技术加工的发展,芯片的能力将可以很快适应人工智能的要求。

 

所以,最终限制它的会是如何给它供电。

 

成千上万个芯片同时工作,会需要很多的能源,所以从这点上来比,和人脑比,它的效率是非常低的。虽然AlphaGo战胜了围棋冠军,但是还是有很多计算机在帮助它计算,花费了很长的时间,也消耗了大量的能源。

 

在人工智能背后,需要很多最中心的因素,一个是数据中心,用来计算;第二个是可以把计算的能力和最后终端联系起来。人工智能将来会成就这些智慧城市以及一些其它应用,这一切都很酷炫,但是在酷炫的背后,是非常痛苦的事情,因为有很多的能源是供不上的,所以datacenter在现在以及在不远的将来,更多的会建立在离发电厂近的地方,甚至要建立到离河流很近的地方,为了能够提供充足的供电。

 

因特尔发布的这张图可以看到,如果你的CPU需要的能量是100瓦的话,只是从墙上如300多孚到这个CPU,就会有75%的浪费,那么在更远的地方,从发电厂最后真正到CPU,实际上用于计算的能量是非常少的一部分。所以我们自己就在研究这个问题,能源很贵,也都是国家战略,每个国家都很重视,但是同时,我们会看到这些非常珍贵的能源被大量的浪费。

 

如果谁有办法能很好的、有效的利用起这个能源,不仅会带来利益的受益,更重要的是会给整个地区,国家,给人类带来很大的财富,这就是我们要做这个公司的原因之一。


如何为CPU省电,以提高利用率

 

最关键的,怎么样才能省电呢?最根本是在CPU终端的供电,CPU看到的电源都是非常高质量的,但是回到CPU本身,有一部分CPU,你必须把它的能力设计的很大,但是却不是完全利用它,只是利用它的一部分。那么在你不用它的时候,如果你的电源反应很慢,你就会大量给它能量,这个能量真正被利用的是其中的一小部分,所以有可能有60%的能源被浪费了。

 

剩下的一部分怎么办呢?变成热,这个热加在一起,就把整个CPU的性能变坏,可靠性变坏,把datacenter变热,你又需要想办法,加上一套致冷系统,把这个热去除掉。去热的过程中,你又要花费大量的能源,大量的钱财,这就成了最大的问题。那么如果是在CPU真正需要大量能量的时候,我给它能量,在它不需要的时候,我适当的调节给它输出的电压,对它来说是输入的电压,这个时候,就可以省掉100瓦中的50瓦,这个50瓦往前一推,就会成200瓦,这就是我们要做的芯片的功能。目前,除了因特尔把这块儿集成在CPU里头外,其他的公司都没有,因特尔在战略上也在思考这块儿另外的方法,我们就是在做这一块。

 

同时,我们自己发明新的技术,然后把它做成电源,这个电源的功耗是别人的一半,所以就会省出大量能源。现在你会看到这个结果,底下的横轴是输出电流,纵轴是效率曲线,然后底下这条曲线就是TI最新的技术。它用了四项很复杂的技术来实现这个大电流高效的供电。而它的效率在大概四五安培的时候,是接近九十安培,这是一个高频高效的东西,在业界非常领先。

 

那么在这种情况下,上头这个课是我们自己做的,和他们相比,我们用一项来比它的四项,我们的效率比它高五个点,功耗是它的一半,这还只是在小电流的情况下。在大电流的时候,比如15安培的时候,我们的效率还是在94%,大概有6%的功耗,而他们的效率,大概是74%。

 

从另外一个角度来看,datacenter现在随着应用的驱动,会需要更多更powerful的datacenter,这里边它的能耗是最大的。从能耗这个角度来说,如果有人做过计算,里边效率提高一个百分点,全世界datacenter加起来,省的能源的成本会是20亿美金。我们业界最好的到5个百分点,如果这项技术被广泛的应用,光节省,就会节省100亿美金。

 

做一个比喻,这边是人工智能,人工智能确实是大家都很喜欢的将来技术,但是这个技术最大的问题会是能源的问题,怎么供电的问题,我们所做的东西,就是一个强壮的心脏,这个心脏能够给它提供足够的能量,同时不会自己被broken。


在集成电路的路上走到底


我是1982年大学毕业的,到现在好象也没做过别的,我一直在做这件事情,最近几年,我离开TI,重新想做一个更好的器件,这个器件比上一次Nexfet又要领先十年以上了。有了这个器件的概念以后,我很幸运找到了我以前的朋友,在贝尔实验室的朋友,林晓彤女士,她是上海交大少年班的,非常聪明,也特别有能量,我说她是白天工作不睡觉,晚上也不睡觉,就是这样一个人。白天在指挥我们的团队,晚上跟亚洲的合作伙伴在交流,所以我们两个人配合,把这个公司运转的非常有效率。同时,我们又找到愿意帮助我们做新的器件的人,我们很幸运找到了台积电,它为我们专门开发一套工艺,来做我们的器件。

 

当然有了这个器件以后,就需要很多最根本的技术基础,我们在硅谷招到了很好的工程师,也找到了在电源方面的业界老大跟我们合作,配套来制造整个东西。有了这三个层次的创新,我们的技术会在业界有一段时间的领先。

 

这个技术的样子就是手指头状的东西,这个小的东西,将来可以出50安培的电源,在以前,常常要用三个器件,另外再加一个电感,一个电容才能输20多安培,现在我们可以出50安培。

 

那么可以在哪些地方应用呢?首先在datacenter这方面,是一个巨大的机会,另外我们会看到新的机会,我们这个技术非常适合在这些方面应用。我们现在正在大力发展,也得到了不少组织和机构比如云启资本的大力支持,我很高兴,非常的感谢你们。

 

再说一点题外的话,有人问过我,你自己创立的公司都已经被收购了,为什么还要自己创立公司?我认为做公司,尤其这次做公司,有一种使命感,是一种华人的使命感,华人做公司尤其在西方做公司,成功的还是不够多,尤其是在中国大发展的时机,我觉得我们虽然在西方,但是我们还是愿意和中国一起成长。在这个成长过程中间,不仅仅是经济上和名义上的,更多的是让我们保持一颗年轻的心,谢谢!

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