1. <span id="6aq1x"><output id="6aq1x"><nav id="6aq1x"></nav></output></span>
  2. <span id="6aq1x"><output id="6aq1x"><nav id="6aq1x"></nav></output></span>
    <optgroup id="6aq1x"><li id="6aq1x"></li></optgroup>

  3. <track id="6aq1x"><i id="6aq1x"></i></track>
    1. <span id="6aq1x"><sup id="6aq1x"></sup></span><legend id="6aq1x"></legend>
      <span id="6aq1x"></span>
      <track id="6aq1x"></track>
      datasheet

      FPGA的下一代形態是這樣的

      2019-07-01來源: 半導體行業觀察關鍵字:FPGA  Xilinx

      早前,Xilinx宣布其新一代基于ACAP架構的芯片系列Versal已經正式出貨給第一批客戶,并將在今年下半年正式大規模出貨。這也意味著Xilinx研發多年的新架構終于到了經歷市場檢驗的階段。

      自從Xilinx從2018年發布ACAP架構以來,該架構就得到了行業的高度關注。ACAP全稱“靈活計算加速平臺”(Adaptive Computation Acceleration Platform),該芯片不僅包含了FPGA的可配置邏輯,還包含了ARM核,以及AI Engine和DSP Engine。這意味著使用ACAP架構的芯片將可以滿足三種需求:ARM核可以運行一些通用化且對性能需求不高的任務,例如操作系統;FPGA可配置邏輯可以運行定制化邏輯;而AI Engine則可以運行AI相關的高性能專用計算,例如矩陣運算等。


      ACAP架構里新加入的AI Engine是大家關注的焦點。根據Xilinx發布的資料,該AI Engine是一組SIMD核陣列,每個核都包含了完整的RISC處理器、定點SIMD處理單元、浮點SIMD處理單元以及本地內存。每個核之間還可以通過片上網絡(NoC)連接到一起,從而可以實現高度靈活的數據流。這樣的架構,事實上類似眾核架構。在這次發布的Versal AI Core系列芯片中,將會集成128-400個AI Engine,從而實現43-133TOPS的INT8定點計算能力。



      FPGA的演化邏輯


      為什么Xilinx會在FPGA里面加入專用的AI Engine呢?我們不妨回顧一下FPGA的發展歷史。


      在FPGA最初出現的時候,其最大的賣點是可以配置成任意的邏輯,只要邏輯容量不超過FPGA的上限即可。最初人們對于FPGA的期望是滿足其功能需求。


      在這樣的預期下,使用FPGA的系統可以劃分為兩個部分,一個是使用通用處理器實現的高速處理部分,而另一部分是使用FPGA實現的特殊功能部分。換句話說,FPGA的主要角色是協處理器。


      然而,隨著用戶的需求和FPGA公司的業務擴展,FPGA并不滿足于只當一個協處理器。從用戶角度來說,事實上這種主-從處理器的系統在設計和集成的時候會比較麻煩,如何正確處理主-從處理器之間的可靠互聯和數據通信協議設計都需要不少功夫。隨著FPGA容量的增大,不少用戶試著在FPGA上部署一個處理器核來跑OS并控制其余部分的可編程邏輯。然而,這樣的效率很低,因為處理器核是一種通用處理器,而FPGA事實上最合適的領域是定制化邏輯而非通用處理器。從Xilinx和Altera這樣的FPGA公司業務來說,FPGA作為協處理器的市場可以提供的利潤率顯然會小于整個系統的利潤率。因此,基于供需雙方的需求,Xilinx推出了包含了ARM硬核和FPGA的Zynq系列芯片,而Altera也推出了類似概念的Altera SoC系列產品。


      在Zynq和Altera SoC這類的產品中,包含了一個ARM處理器硬核,以及可編程邏輯。由于處理器是硬核,因此可以運行在GHz這樣的頻率范圍,相比之前跑在FPGA上的軟核只能跑到100MHz這樣的頻率,可以說集成ARM硬核是大大提升了通用處理器核的性能,使其不再成為系統的性能瓶頸。此外,由于ARM硬核和FPGA集成在同一塊芯片上,因此處理器和FPGA之間有著豐富的高速互聯資源,從而讓ARM硬核和FPGA邏輯之間的數據交換變得高效。同時在工具鏈上,對于ARM核+FPGA的協同工作也提供了很好的支持。這樣幾個要素組合在一起,就實現了一個重要的突破,即這樣一個包含ARM核和FPGA的芯片在不少場景下可以直接作為一個系統工作,而不再依賴于其他主處理器了。因此,集成了ARM核的FPGA就不再是一個協處理器,而是可以作為一個主處理器。


      到了今天,隨著FPGA目標人工智能市場,事實上又出現了之前同樣的情況:不少用戶希望用FPGA實現人工智能計算,但是FPGA實現人工智能計算的能力有限,而另一方面主流人工智能計算其實都相當規則,基本都是基于矩陣運算,因此Xilinx在ACAP的架構中主動加入了能靈活支持這類人工智能運算的硬核——AI Engine,從而希望能作為完整的系統支持人工智能計算,并慢慢從芯片廠商走向系統廠商。


      ACAP對于人工智能市場的影響


      ACAP主要針對的市場是云端和邊緣計算市場。云端市場即數據中心的服務器,在此類應用中,ACAP可望作為用于加速人工智能計算的加速卡進入服務器。目前,亞馬遜AWS已經有不少部署了Xilinx FPGA的服務器,隨著ACAP的發布,可望會有更多FPGA進入此類云計算市場。值得注意的是,ACAP主要的強項是低精度定點計算(INT8),因此針對的AI應用主要是推理,而作為云端人工智能重要應用的訓練仍然會需要擅長浮點運算的GPU。而在AI推理方面,FPGA相比GPU的優勢是功耗小并且可定制,因此會在該領域與GPU競爭市場份額。然而,相比GPU完整的開發者生態,FPGA的開發生態仍然不夠成熟,因此工具鏈等開發生態可能會成為充分開啟FPGA潛力的關鍵點。



      在云端市場之外,邊緣計算將是ACAP的重點市場。邊緣計算介于終端節點和云之間,邊緣服務器部署在物聯網終端附近,它收集終端設備的信息并做就近處理,同時將必要的信息再上傳至云端。物聯網、5G和自動駕駛技術在大大增加邊緣計算市場潛力的同時,也對邊緣計算提出了新的需求,需要邊緣計算在做網絡操作和數據存儲之外,還要能實現實時人工智能計算,而這也是ACAP主要針對的市場。事實上,通信基站本來就是FPGA的主要市場之一,因此隨著5G結合邊緣計算和人工智能的概念,ACAP顯然也能迎合這樣的潮流,從而有望隨著5G+概念的崛起占領更多通信市場。


      對于人工智能芯片初創公司來說,ACAP將會在云端和邊緣計算端成為一個有力的競爭者。考慮ACAP的計算能力(40-100TOPS),我們認為ACAP在邊緣計算方面將有非常強的競爭力(在云端對于算力的需求將會很快超過100TOPS,因此ACAP或許將更多發揮其在可配置而非算力方面的優勢)。由于FPGA成本較高,因此我們認為ACAP將會更多面對高端市場,但是從整體上來說,我們認為ACAP將會成為Xilinx進軍人工智能市場的一把利器。


      對于Xilinx FPGA的老對手——Intel來說,應對Xilinx ACAP的策略并非針鋒相對推出另一款功能相近的芯片,而是利用自身在封裝工藝上的優勢以虛擊實。今年四月,Intel發布了下一代FPGA構架AgileX,該架構利用EMIB封裝,可以把FPGA和其他芯片粒封裝在一起。因此,如果客戶選擇在AgileX的系統中集成一塊用于AI加速的芯片粒,則可以實現和Xilinx ACAP類似的效果。這樣一來,Intel的AgileX方案比起Xilinx來說更加靈活,因為Xilinx的ACAP只針對AI相關計算優化,而Intel的AgileX優化的計算取決于客戶選擇集成什么芯片粒。然而,現在芯片粒的生態還未完善,因此無論是成本、工具鏈還是產能來說都要打個問號,因此我們認為Intel的AgileX架構的第一批客戶還主要是針對希望能和Intel深度合作使用EMIB技術并且有技術實力理解甚至定制芯片粒系統的大客戶,這樣看來,我們認為Xilinx的ACAP是賭定了AI市場,并且希望能快速覆蓋更多的客戶;而Intel還不愿意放棄FPGA的靈活性,因此并不希望這么早就把FPGA和AI深度綁定,而是希望FPGA能作為其芯片粒生態的先鋒部隊。這另一方面和兩家公司的架構也有關:FPGA只是Intel的一個事業部,其產品定義必須服從Intel整體的戰略;而FPGA產品對于Xilinx來說就是全部,所以一切都圍繞FPGA。



      對于中國芯片公司來說,意識到FPGA與專用加速器以及處理器硬核集成的趨勢也是重要的。雖然我們在FPGA領域尚需追趕,但是FPGA SoC的架構與FPGA更像是一種橫向擴展而非縱向加深,也即完全可以在與研發FPGA并行進行,從而在未來更快追上FPGA發展的步伐。從另一個角度來說,我們也可以認為FPGA下一步的發展已經不只是如何把FPGA邏輯規模做大速度做快,而是如何把FPGA搭配其他應用組成在靈活度和性能方面都足夠好的SoC。隨著FPGA IP的發展,中國芯片公司也可以考慮購買FPGA IP搭配專用加速器IP,從而實現我們自己的“ACAP”。


      關鍵字:FPGA  Xilinx

      編輯:muyan 引用地址:http://www.xd699.com/FPGA/ic466229.html
      本網站轉載的所有的文章、圖片、音頻視頻文件等資料的版權歸版權所有人所有,本站采用的非本站原創文章及圖片等內容無法一一聯系確認版權者。如果本網所選內容的文章作者及編輯認為其作品不宜公開自由傳播,或不應無償使用,請及時通過電子郵件或電話通知我們,以迅速采取適當措施,避免給雙方造成不必要的經濟損失。

      上一篇:史海沉鉤!FPGA三國志 技術大全
      下一篇:英特爾攜手WWT重塑FPGA,為世界帶來靈活的加速體驗

      關注eeworld公眾號 快捷獲取更多信息
      關注eeworld公眾號
      快捷獲取更多信息
      關注eeworld服務號 享受更多官方福利
      關注eeworld服務號
      享受更多官方福利

      推薦閱讀

      科技如何改造金融業?

      消息傳遞和溫和的輕推來幫助實現特定的目標 - 這就是行為經濟學的實際應用。“Boteju解釋說,數據驅動的機器學習也被用于解決特定的客戶問題。為了實現這種新形式的銀行業務,他認為銀行和金融科技共同創建更廣泛的生態系統至關重要。“我們如何與技術公司合作解決問題并提供解決方案 - 這對行業來說是一個巨大的挑戰,”他相信。Boteju還指出,銀行需要為前線員工提供支持,同時自動化許多傳統角色。“我們需要為他們提供幫助客戶的工具,我們也會看到創造全新的工作角色。算法力學,機器學習經驗管理者,正在創建新角色,并正在塑造一整套新的要求和技能。“FPGA的崛起Xilinx全球業務開發 - 金融技術部門的Alastair Richardson解釋說
      發表于 2019-07-12
      科技如何改造金融業?

      英特爾攜手WWT重塑FPGA,為世界帶來靈活的加速體驗

      日前,WWT官方發表了一篇博客,介紹了WWT如何同英特爾合作,利用高級技術中心,展示全新的FPGA技術,讓整個FPGA開發及導入變得更簡單,更智能,更強大。以下是文章正文:可定制的現場可編程門陣列(FPGA)長期以來為數據中心提供了一系列優勢,包括最大化計算容量和降低TCO,但它們的復雜性也是眾所周知。現在,英特爾推出了新一代FPGA技術,這種技術在創新應用領域的部署更簡單,更經濟實惠。數據中心幾十年來,FPGA因其靈活的動態可編程能力而受到高度重視,數據路徑與任何給定的工作負載完全匹配,包括數據分析,圖像推斷,加密和壓縮。借助這些多功能芯片,您可以提供更快的處理速度,更高的功效和更低的延遲服務,從而降低總體擁有成本,同時在數
      發表于 2019-07-11
      英特爾攜手WWT重塑FPGA,為世界帶來靈活的加速體驗

      曾引領PC時代的英特爾,如今要加入汽車行業?

      方面的技術積累。 而對ADAS巨頭Mobileye的收購,不僅使英特爾擁有了“CPU+FPGA+EyeQ+5G”構成的強大計算平臺和通信能力,還使得英特爾收獲了近70%的ADAS市場份額,以及芯片和算法協同開發帶來的低成本優勢。 而在業務布局方面,英特爾也主要分為兩個部分: 其一,是智能座艙方面。在這一方面,英特爾擁有專門為汽車智能駕艙研發的英特爾凌動A3900處理器,基于該處理器的Apollo Lake平臺,具有強大計算能力,可支持車載信息娛樂系統/車載駕駛艙、數字儀表、后座娛樂和高級駕駛輔助系統等功能。 其二,在自動駕駛領域,一方面是依托Mobileye本身所具備的自動駕駛解決方案,另一方
      發表于 2019-07-10
      曾引領PC時代的英特爾,如今要加入汽車行業?

      高云半導體推出最新安全FPGA系列產品

      全球發展最快的可編程邏輯公司廣東高云半導體科技股份有限公司(以下簡稱“高云半導體”)宣布其安全FPGA系列產品正式發布。安全FPGA針對端點應用,實現內置的安全加密功能以消除安全攻擊和邊緣計算中的漏洞。隨著科技的發展,日常生活中設備互聯已是常態,然而,隨著這些設備數量的增長,數據被竊取的威脅也在逐日增加。通過智能監控系統、智慧工廠以及汽車作為入口進行信息安全攻擊已成為日常事件。為了阻止這類攻擊,從邊緣的安全信任根開始,一直到連接到云的安全身份驗證技術已經成為迫切需求。“隨著IoT的普及以及工業物聯網等的興起,產品和系統的安全性變得至關重要,”高云半導體中國區銷售總監兼市場副總裁黃俊表示,“高云半導體基于PUF技術的GW1NSE芯片
      發表于 2019-07-03
      高云半導體推出最新安全FPGA系列產品

      新型 FPGA 服務器提供雙倍密度的計算資源和網絡資源

      BittWare 的 TeraBox 1400B FPGA 服務器在 1U 機架式機箱中封裝四塊電路板 Molex旗下BittWare公司推出 TeraBox? 1400B 服務器,在 1U 高的機架安裝機殼上支持四塊雙寬度的 FPGA 電路板。該服務器配有 BittWare 的 XUP-VV8 電路板,提供的 FPGA 密度和網絡密度可達到標準的八電路板 4U 服務器的兩倍。BittWare 的 1400B 服務器面向的是在 FPGA 資源和網絡端口方面需要達到最高密度的高端計算、網絡和信號處理加速領域的用戶。 BittWare 營銷副總裁 Craig Petrie 表示:“我們最新的 TeraBox 服務器
      發表于 2019-07-02

      Xilinx榮登《麻省理工科技評論》 全球50家最聰明公司

      自適應和智能計算的全球領先企業賽靈思公司(Xilinx, Inc.,(NASDAQ:XLNX))今天宣布,公司首次榮登新鮮出爐的全球權威榜單 — 2019《麻省理工科技評論》 “50家聰明公司”(TR50)榜單。TR50是全球范圍內最權威的技術商業類榜單之一,同時也是“一份技術如何改造世界的指南”。 此份榜單是由《麻省理工科技評論》中美編輯部,以及來自全球學術界、產業界、投資界的特邀顧問團共同進行評選。上周六,該雜志在中國杭州舉行了隆重的頒獎典禮,賽靈思大中華區銷售副總裁唐曉蕾代表公司接受了該獎項。                  
      發表于 2019-07-02
      Xilinx榮登《麻省理工科技評論》 全球50家最聰明公司

      小廣播

      夏宇聞老師專欄

      你問我答FPGA設計

      北京航空航天大學教授,國內最早從事復雜數字邏輯和嵌入式系統設計的專家。

      電子工程世界版權所有 京ICP證060456號 京ICP備10001474號 電信業務審批[2006]字第258號函 京公海網安備110108001534 Copyright ? 2005-2019 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved
      色悠悠综合网,色悠悠,色悠悠综合,色悠悠影院