被大家稱呼為「Wally」的EDA產業老將Walden C. Rhines最近有新動向──他加入了一家開發多核心加速器晶片的美國矽谷新創公司Cornami擔任執行長一職。

對Cornami來說，能延攬在Mentor Graphics的執行長位置上待了23年、並仍保有Mentor, A Siemens Business榮譽執行長頭銜的Wally，是一樁相當高調的人事案。這家總部位於美國加州Campbell的公司原名為Sviral，成立於2011年，在2015年更名Cornami，目前約有員工60人，正在為預期於3至4個月內將投片的加速器晶片籌募額外的量產資金。

Cornami 執行長Walden C. Rhines  (Image: Cornami)

Cornami是以開發軟體起家，透過最具效益的方式讓應用程式能充分利用多核心處理器的優勢。這個概念被發展為可重新配置運算架構的硬體設計，能從多核心擴展為眾核心(many-core)──在單一晶片上有上千核心、或意味著在一個系統中有數百萬核心──再加上專屬高速單晶片網路(network-on-chip)進行通訊。

Cornami正在與客戶合作加速AI工作負載，特別是自動駕駛應用中，晶片可以被配置為內含AI加速的完全處理器(不同於AI協同處理器)，提供在性能與延遲方面的優勢。而該公司的未來或許就是在目前沒有競爭解決方案的具吸引力相關領域中。

接受新職的緣由

Wally透過視訊接受《EE Times》採訪時解釋，他是在一次與Cornami共同創辦人、也是半導體產業界知名資深人士Gordon Campbell的會談後，激起了對這家公司的興趣。

「我本來無意再次成為執行長，但我已經逐漸減少在Mentor投入的時間；」Wally表示：「AI晶片新創公司這個領域我已經觀察了一段時間，雖然這裡有點擁擠，但大多數公司在某種程度上都有其專業，而且擁有不同的利基…估值也都相當高。你看其中一些領導公司，他們營運前(pre-revenue)的平均估值就達到20億美元多一點──這是非常令人興奮的領域。」

在與Cornami團隊的商談中，他對該公司方案相較於市場現有加速器產品的高性能、低功耗表現印象深刻；Wally坦承在這一點上仍抱持著懷疑態度，因為根據他的經驗，用「更好、更快、更便宜」的訴求在一個已經吸引大量投資的擁擠領域作為賣點，仍會是艱難的挑戰。不過Cornami在簡報最後，提到了全同態加密(fully homomorphic encryption，FHE)。

Wally與美國國防部高等研究計畫署(DARPA)有契約合作關係，任務是證明半導體產業是否有能力開發出加速FHE技術；這是美國國防部(DoD)的「保障資料而非資料中心安全」之策略的一個關鍵部分。Wally已經調查過，確定並沒有這樣的晶片即將問世。不過Cornami的另一位共同創辦人暨技術長Paul Master斬釘截鐵地聲稱，該公司能讓FHE晶片成真。

「當他說我們可以做FHE的時候，我說：少來了！我知道你們不行的啦…因為我才剛針對所有半導體領導業者做過調查，他們都告訴我這是10~20年之後的事情；」Wally表示：「那些公司耐心地解釋給我聽，指出FHE會需要比今日最頂級Intel Xeon或Nvidia繪圖處理器(GPU)伺服器的百萬倍性能，所以你可以想像我對於Paul的說法是如何充滿懷疑。」

Wally指出，當時Paul不只說「是的，我們可以做到；」還說：「我們基本上可以馬上做到，而且我們可以用跟Nvidia伺服器一樣的成本做到。」

到目前為止Cornami的合作夥伴都是在汽車、5G與機器人等市場，並且對於以一種或多種形式加速機器學習應用興趣濃厚。不過Wally認為Cornami之未來在於FHE的加速：「如果你可以做到所有這些事情，為何不做沒有競爭對手的那件事，以及對於想要保全其資料的人來說幾乎是無價的那件事？」

或許對DARPA來說有點太遲──根據Wally透露，DARPA決定投資一個五年期計畫開發其自有FHE晶片，Cornami的FHE技術商機可能在於金融、雲端運算領域等面臨保障資料安全壓力的應用。

「一旦他們相信某處有解決方案，金融科技領域人士的行動會很快速；」Wally表示，他們會說，「只要寄一塊板子或一顆晶片給我們，我們就會採購你們能做出來的任何東西；我們會設置我們的評估平台，然後會將之推上雲端。」

這種敏捷性比Cornami已經在關注的一些市場更具吸引力；汽車市場雖然將會是AI加速解決方案的一個很大的市場，眾所周知其設計週期相當長。

眾核心架構晶片

Cornami一開始是一家軟體公司，專門開發能充分利用多核心處理器提供之效益的軟體；這類軟體可以透過核心數量與晶片數量實現線性性能的改善。該公司並圍繞著相同的概念開發了一種硬體運算架構──是一種可重新配置的脈動陣列(systolic array)，通過晶片的資料流不需要緩衝儲存於快取記憶體中又清除，因此適合AI應用。

Cornami的核心可以獨立編程，並且能對任何精確度的資料執行數學運算；該公司的晶片將會使用上千個核心，甚至以多晶片系統的形式擴展至上百萬個。

雖然Conami尚未完全公開其晶片架構細節，但據我們所知，那是一種可重新配置的運算架構，能實現可擴展的眾核心設計。
(圖片來源：Cornami)

FHE是一種資料加密方法，能在不解密的情況下對加密資料執行數學運算──與已經商用的普通同態加密方法很類似，但那些同態加密方法通常只允許數字相加。

根據Wally的說法，FHE需要「數千個快速傅立葉變換(FFT)序列，以及係數為雙位數精度浮點的500階多項式；」換句話說，這相當複雜，常規電腦可能得花好幾分鐘才能完成單一位元的一次運算。

Cornami的晶片能加速FHE到可用的程度，讓該技術能實現對雲端加密資料執行AI的承諾。包括醫療或金融資訊等敏感性資料，以往因為隱私保護問題而無法於雲端進行處理，將會變得非常有價值。

Cornami的設計在可重新配置架構方面特別適合FHE，有很多新興的函式庫正爭相採用FHE，像是Microsoft的簡單加密演算法函式庫(simple encrypted arithmetic library，SEAL)，還有IBM的HELib、開放源碼Palisade專案等等。

Wally表示，Cornami已經花費一年半以FPGA進行其晶片的硬體模擬，完整的驗證還要再花3至4個月的時間，預計2021上半年投片。這家新創公司目前正在積極募資，不過迄今的成果還不到3,000萬美元。

編譯：Judith Cheng

（參考原文：Wally Rhines Joins AI Accelerator Startup Cornami as CEO，By Sally Ward-Foxton）

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