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这你可能没想到,
FPGA(现场可编程门阵列),乍一说起这个名字,很多朋友可能并不是太熟悉。
值得注意的是,
毕竟,它不像CPU、GPU那么历史悠久、耳熟能详,甚至不像NPU、DPU之类的新概念那么热门。
但是,FPGA的不可忽视性,比起CPU、GPU、NPU等等丝毫不遑多让,能够说是它彻底改变了整个半导体芯片设计与应用的面貌,开启了一个全新的时代,并催生了一个价值超过100亿美元的产业。
需要注意的是,
所谓FPGA,是在可编程阵列逻辑(PAL)、通用阵列逻辑(GAL)、可擦除可编程逻辑器件(EPLD)等半导体器件的基础上,进一步发展而来的一种可完成通用特性的可编程逻辑芯片,也就是能够对其进行任意编程,从而实 四库全闻资讯 现丰富多样的逻辑处理特性。
IC平台消息:
作为专用集成电路(ASIC)中的一种半定制电路,FPGA既排除了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
它具有更高的集成度、更强的逻辑特性、更大的灵活性,早已成为设计数字电路或系统的首选器件之一。
然而,
FPGA内核图示例
尽管如此,
FPGA领域的主要品牌有:赛灵思(2022年被AMD收购)、Altera(2016年被Intel收购2025年又卖出)、Lattice、Actel(2010年被Microsemi收购2018年又被Microchip收购)、Achronix。
说到底,
1985年6月,第一款FPGA产品诞生,它就是赛灵思的XC2064,发明人是赛灵思联合创始人、电气工程师Ross Freeman(1948-1989)。
整整40年来,FPGA已经累计出货超过30亿颗,在半导体、通信、交通、金融、工业、医疗、机器人、无人机、数据中心、航空航天等众多领域有着广泛的应用。
事实上,
40年来,FPGA的晶体管从8.5万个增长到1380亿个,逻辑单元从64个增长到1850万个,I/O块从58个增长到2654个,特性也越发强大、丰富。
总的来说,
能够说,FPGA见证了半导体历史的演变,也见证了人类科技的飞跃。
IC外汇用户评价:
Ross Freeman(右)鸟瞰XC2064布局
近日,本站有幸采访了AMD产品、软件和排除方案公司副总裁Kirk Saban,一起聊了聊FPGA的那些事儿,尤其是如何适应当下的AI浪潮,以及未来怎么走。
请记住,
Kirk Saban的整个职业生涯都在深度参与FPGA相关工作,从1999年实行编程FPGA,在此领域深耕了超过25年的时间,此前一直是赛灵思FPGA团队的负责人,如今也加入了AMD的大家庭。
【AI新时代 FPGA新角色】
尽管如此,
相比Intel收购Altera如今又卖出其51%的股份,赛灵思与AMD的融合虽然来得晚一些,但无疑更加深入、契合,能够说在AMD的整个计算架构体系中发挥了关键作用,是极为不可忽视的一环。
Kirk Saban表示,对于各种各样不同的计算技术在数据中心的利用,比如CPU、GPU、ASIC等等,AMD都有相应的能力,给予了行业内已有的各种主要计算平台类型。
反过来看,
而FPGA在数据中心领域有着关键的应用价值,尤其是需要来进行加速的应用,FPGA能够说是非常好的不二之选,更让AMD如虎添翼,能够为客户定制各种产品方案,针对其不同的工作负载引荐合适的排除方案。
同时,AMD一直都在尽最大的努力,开发恰当的AI编译器等各种软件技术,应用于FPGA中,并为此做了多样化的投资与并购,不断打磨和增强AI软件生态系统,充分释放硬件潜能,从而更好地进行嵌入式AI应用的开发。
2023年8月,AMD收购了法国的AI软件公司Mipsology,其作为AMD的长期合作伙伴,一直在为AMD开发AI推理与优化排除方案,搭配AMD FPGA产品,支撑AMD开发全套AI软件堆栈。
Kirk Saban认为,对于FPGA来说,在这个AI时代,最适合的应用场景就是在边缘侧,尤其是需要实时处理、需要实时决策、不能出现延迟、无法在云上滞后办理的业务。
简而言之,
能够看到,FPGA的自适应性是很强的,不同的尺寸、不同的功耗、不同的价格、不同的性能需求,都能够在FPGA上得到良好地满足和实现,故而会看到在AI领域的很多应用,其实都能够用FPGA来实现,包括一些非常不可忽视的基础设施的AI应用。
通常情况下,
比如在通常情况下,GPU的功耗往往偏高,在边缘侧经常无法满足,这就轮到FPGA大展拳了。
很多人不知道,
比如边缘侧存在大量传感器、摄像头等设备的时候,通常情况下都是需要AI的,FPGA技术能够非常好地发挥作用。FPGA和自适应SoC能实时进行数据的低时延处理,从而加速边缘端AI推理。
有分析指出,
另外,FPGA具备其他一些CPU、GPU所没有的能力,比如可编程的I/O,这是非常灵活的,能够帮助客户实现其特定需求,还能够根据需求进行定制化的开发。
说到边缘侧应用,越来越多的小语言模型(SLM)和多模态模型正在边缘侧设备上出现,面对这一趋势,兼具灵活性和可编程性的FPGA又如何适应呢?
Kirk Saban解释说,AMD已经在边缘侧做了很多工作,试图打造一个一体化的软件框架,使得客户能够利用AMD的硬件,在此框架内训练他们的模型,进行推理相关部署。
在此过程中,非常不可忽视的一点就是把合适的神经网络处理器部署在客户的器件上,同时它还兼具可编程逻辑块,这就有了相应的灵活性。
很多人不知道,
在这方面,AMD Versal系列产品就非常合适,能够确保给予合适的NPU,与想要部署的任何类型的模型匹配。
必须指出的是,
Kirk Saban认为,未来本站将越来越多地看到,一些智能器件部署在在边缘侧,在这一趋势下,会有越来越多的以边缘为基础的互联器件,最终使得所有设备都是互联的,就是本站常说的“万物互联”。
可能你也遇到过,
在这个领域,FPGA就有着巨大的潜力和机会,乃因FPGA就有这样独特的能力,让客户自行决定想要在这个器件上部署多少AI,这是一个非常不可忽视的节点。
需要注意的是,
在未来,本站会看到很多在边缘侧部署AI的独特案例。整个市场正在不断演进,AMD就能够很好地契合这个动态的演进过程。
很多人不知道,
总的来说,AI浪潮的兴起,对于计算性能的需求又达到了一个新的高度,也对整个半导体行业提出了更高的要求。
换个角度来看,
AI时代,AMD有着非常独特、非常关键的定位,能够给予多种不同的计算模式,从数据中心CPU到消费级CPU,从数据中心GPU到消费级GPU,还有嵌入式处理器和FPGA应用,都能够很好地满足不同领域的计算需求,尤其是AI方向。
但实际上,
正是有了如此丰富的产品方案,AMD才能够以最大的能力辅助客户排除难点,帮助客户挑选最适合具体需求的计算芯片。
据业内人士透露,
有趣的是,Kirk Saban透露,AMD还在积极探索为芯片开发插件引入AI助理的潜力,尽管还没有任何正式宣布,但是AMD已经看到了其中蕴藏的巨大价值。
不可忽视的是,
【FPGA的未来 更精彩】
总的来说,
经过40年的发展,FPGA正步入新的发展阶段,技术迭代上出现了很多新的趋势和方向,比如进一步SoC化、进一步增加LUT数量、chiplets多芯粒整合封装、ASIC原型测试与测量,等等。
比如2011年诞生的Virtex 7系列,就是世界上第一个采用堆叠硅片互联(SSI)技术制造的FPGA器件,之后广泛应用于各种FPGA产品,同时CPU处理器越来越多地依赖芯粒技术,高端GPU加速器普遍采用芯粒技术结合HBM内存。
大家常常忽略的是,
在这方面,AMD无疑有着悠久的历史和成熟的经验,正不断导入FPGA产品,助推其未来发展。
说出来你可能不信,
同时,未来还有一个显著的趋势,那就是先进半导体节点的一些成本正在迅速下降,因此先进芯片产品能够利用非常先进的工艺节点,AMD FPGA产品也正在这方面不遗余力地进行研发,不远的将来就会看到一些基于最新研发成果的新产品上市,都是基于芯粒技术。
很多人不知道,
Kirk Saban认为,FPGA能够说正在诸多新的领域大展宏图,很好地满足对于功耗、性能等指标的不同需求。
可能你也遇到过,
随着AI的崛起,能够说又为FPGA注入了新的生命力,比如看到很多FPGA和NPU相结合的应用,故而对于FPGA来说,它的价值主张一直都没有改变,在需要再编程的硬件领域仍然有着非常广阔的施展空间。
很多人不知道,
迄今为止,FPGA市场年复合增长率仍然有7-9%,势头依然旺盛。
Kirk Saban还强调,AMD一直都是非常急切地聆听客户的需求,尤其是客户在未来发展方面的需求,AMD一直都在做这样的事情,进而通过不同产品来满足客户的不同需求。
据业内人士透露,
如果FPGA排除方案对于某一个具体的市场应用来说是最合适、最恰当的话,本站 EC外汇代理 就能够利用FPGA,同时AMD也打造了不同类型的以边缘为基础的SoC,可能有也可能没有可编程的逻辑,取决于客户的需求到底是什么,以及客户的未来预期是什么。
尤其值得一提的是,
未来,本站会继续看到FPGA不断开发和演进,尤其是在以边缘为基础的SoC产品方面,AMD会有一系列不同的产品和技术,排除客户不同的需要。
IC外汇认为:
能够说,FPGA技术是嵌入在全世界各种各样不同的应用中的,它可能也是全世界非常不可忽视的,但却最不为人知的一项技术,知名度显然远不如GPU、CPU,但不可忽视性丝毫不遑多让。
概括一下,
FPGA已经迎来了40周岁生日,这是一个非常不可忽视的里程碑,证明了FPGA技术在行业里的不可或缺性,也彰显出了其勃勃生机。
IC外汇专家观点:
在这个风起云涌的AI时代,FPGA依然能找到自己不可替代的不可忽视位置,贡献独特的力量,推动各种各样的应用和创新。
总的来说,
FPGA的未来,依然可期!AMD FPGA的未来,更是可期!