從FPGA到ACAP，看賽靈思加速市場增長的決心有多大

FPGA 領(lǐng)域的玩家多年來都波瀾不驚，所以當(dāng) 2015 年唯一可稱得上直接競爭對手的 Altera 被英特爾收購成為轟動一時的大新聞，人們也紛紛猜測賽靈思將何去何從，擺在這家 FPGA 領(lǐng)導(dǎo)廠商面前的，一方面是可以從競爭對手那里攫取更多市場份額的機(jī)會，另一方面則是大約十年來全球 FPGA 市場的容量始終保持在 40 億美元左右未見增長的窘境。

在沒有更好的收購者出現(xiàn)之前，賽靈思如何更好的走下去？多年來一直想要加速主流市場增長的切口是否出現(xiàn)？人工智能能否成為 FPGA 市場容量增長的催化劑？帶著這些疑問，與非網(wǎng)記者參加了近日舉辦的賽靈思新任 CEO Victor Peng 的國內(nèi)媒體見面會，在他的分享中一窺這家 FPGA 廠商對未來的構(gòu)想。

賽靈思新任 CEO? Victor? Peng

三大趨勢充滿機(jī)會
?Victor? Peng 提出賽靈思關(guān)注的全球技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)的三大趨勢：

1. 數(shù)據(jù)大爆炸
隨著物聯(lián)網(wǎng)的推進(jìn)，傳感器越來越多的部署，帶來海量視頻和圖像類數(shù)據(jù)，要讓這些數(shù)據(jù)產(chǎn)生價值就必須對它們進(jìn)行處理，而很多信息和數(shù)據(jù)是散亂無序、非結(jié)構(gòu)性的，讓所需的處理能力呈現(xiàn)幾何級倍數(shù)增長。Victor 稱此時傳統(tǒng)的 CPU 已無法支持這樣的計算和處理，需要全新的架構(gòu)，來支持更大的數(shù)據(jù)吞吐量、更低的時延，以及實(shí)時的計算能力。

2. 人工智能
人工智能現(xiàn)在還處于發(fā)展的早期階段，今后幾十年都會有非常迅速的發(fā)展。它會改變很多行業(yè)，也會創(chuàng)造很多新的業(yè)務(wù)和新的商業(yè)模式。說到人工智能，它自身并不是一個應(yīng)用，而是一項能夠和很多應(yīng)用相結(jié)合的技術(shù)，這項應(yīng)用包括現(xiàn)在已經(jīng)存在的應(yīng)用，也包括未來將會層出不窮的新的應(yīng)用。這些應(yīng)用會處在端點(diǎn)，會到邊緣，然后再到云。Victor 表示，這個端點(diǎn)，包括一個單一的攝像頭，一個單一的傳感器，它們具有人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)；然后是邊緣，邊緣也有人工智能，也有機(jī)器學(xué)習(xí)，然后再到云端，同樣需要人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)。

3. 后摩爾定律計算時代
從很多方面來看，摩爾定律起作用的過程已經(jīng)在大大放緩，可能從一些經(jīng)濟(jì)性的角度來講，在有些方面它已經(jīng)沒有過去三四十年在業(yè)界有那么大的影響。這意味著下一時代的計算越來越多的需要異構(gòu)性的系統(tǒng)，不再像以往只需要單一的一個 CPU，它還會需要很多的加速技術(shù)，而且也因為未來人工智能的發(fā)展，行業(yè)會有更廣泛的應(yīng)用，單一的架構(gòu)已經(jīng)無法滿足針對各種不同應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化的需求。對此，Victor 稱，由于數(shù)據(jù)的爆炸，今后對計算的速度要求也會越來越高；當(dāng)今行業(yè)創(chuàng)新的速度越來越快，尤其是在大中華區(qū)，考慮到摩爾定律的速度在逐漸放緩，這里的公司需要非常迅速地開發(fā)新的產(chǎn)品、新的服務(wù)、新的商業(yè)模式，以至于從前的芯片解決方案已經(jīng)無法滿足他們的需求，這也是前所未有的情況。即摩爾定律失效，異構(gòu)計算興起。

三大戰(zhàn)略應(yīng)對，F(xiàn)PGA 產(chǎn)品升級進(jìn)擊
基于上面的三大趨勢，Victor 繼而拋出三大戰(zhàn)略，以此作為賽靈思未來發(fā)展的愿景：

1. 數(shù)據(jù)中心優(yōu)先戰(zhàn)略。Victor 解釋，在數(shù)據(jù)中心，賽靈思不僅能夠支持?jǐn)?shù)據(jù)中心的計算加速和應(yīng)用，而且還能夠支持能夠創(chuàng)造價值的存儲和網(wǎng)絡(luò)。

“有很多的行業(yè)顛覆都發(fā)生在數(shù)據(jù)中心。在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，有很多新的架構(gòu)已經(jīng)不再以 CPU 為中心，而是轉(zhuǎn)向擁有很多加速器的異構(gòu)計算，并且能夠根據(jù)幾何級數(shù)據(jù)的處理以及機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)行工作負(fù)載的調(diào)整?！保琕ictor 強(qiáng)調(diào)，“賽靈思之所以要進(jìn)入數(shù)據(jù)中心，是因為它是一個全新的成長機(jī)遇。在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，我們也會改變歷史上我們主要是支持硬件開發(fā)者的技術(shù)方向，因為在數(shù)據(jù)中心尤其在計算領(lǐng)域，我們更多的是要支持軟件的開發(fā)者，讓更多的用戶使用賽靈思靈活應(yīng)變的平臺。”

賽靈思的數(shù)據(jù)中心生態(tài)系統(tǒng)

2. 加速主流市場的增長。Victor 表示，“我們對這一塊的市場和客戶保持非常堅定的承諾，會繼續(xù)推進(jìn)在這些市場的成長?！?/p>

這里提到的 FPGA 的主流市場

Victor 介紹，在這些行業(yè)也會出現(xiàn)一些重大趨勢的變化，對我們的生活會帶來很大的影響，如 5G 基礎(chǔ)設(shè)施、汽車，汽車會從高級駕駛員輔助系統(tǒng)過渡到一個完全自動駕駛的狀態(tài)。此外，還有傳感器和攝像頭的廣泛使用，用來加強(qiáng)城市的安全和工廠里的檢查、設(shè)備的測試、通信，“甚至消費(fèi)電子類的產(chǎn)品，賽靈思都可以參與到從端點(diǎn)到邊緣到云的過程，也是我們一個獨(dú)特的優(yōu)勢，能夠真正的從端點(diǎn)到邊緣到云實(shí)現(xiàn)全覆蓋?！?/p>

3. 驅(qū)動靈活應(yīng)變的計算。
媒體見面會上，Victor 將一款新產(chǎn)品作為賽靈思未來進(jìn)擊廣泛市場的殺手锏隆重介紹，即 ACAP （自適應(yīng)計算加速平臺）。

全新 ACAP 產(chǎn)品

Victor 介紹，ACAP 包含非常先進(jìn)的可編程邏輯，也包含新的架構(gòu)如可編程的硬件和軟件引擎，包括高帶寬的存儲器 （HBM），還有 ADC 和 DAC 的模擬部分，所有這些都是可編程的硬件和軟件。同時新的引擎可以加速不同的工作負(fù)載，所有這些模塊都是由一個片上網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)通信，這個器件是高度模塊化和可擴(kuò)展化的。

Victor 強(qiáng)調(diào)，ACAP 產(chǎn)品是進(jìn)行靈活應(yīng)變和優(yōu)化設(shè)計理想的選擇，它可以應(yīng)付未來會出現(xiàn)的一些新的變化，比如有些新的應(yīng)用和新的器件也可以和它進(jìn)行互連，使用它進(jìn)行加速。另外它不僅僅可以在系統(tǒng)開始的時候運(yùn)行，也可以在動態(tài)的過程中、工作的過程中來完成任務(wù)。它可以對幾何級的數(shù)字進(jìn)行優(yōu)化，另外它的性能功耗比也達(dá)到了一個非常高的水平。同時，它實(shí)現(xiàn)了軟件可編程，不僅僅像過去那樣只支持硬件的開發(fā)者，也可以支持更多的軟件開發(fā)者。

因為都是異構(gòu)產(chǎn)品，談到新的 ACAP 產(chǎn)品類型與此前的 SoC FPGA 產(chǎn)品 Zynq 的區(qū)別和創(chuàng)新之處，Victor 表示，首先，Zynq 可看做是上一代的先驅(qū)性的產(chǎn)品，作為 SoC FPGA，它有 DRAM 有 UltraRAM，區(qū)別于傳統(tǒng)的 FPGA，談到“FPGA 加速”，有兩個架構(gòu)，即 Shell 架構(gòu)和 roll 架構(gòu)，shell 指可編程的邏輯器 PCI 接口等，負(fù)責(zé)和其他系統(tǒng)進(jìn)行交流通信，剩下部分負(fù)責(zé)加速也就是 roll，整個形狀就像甜甜圈。但 ACAP 是采用一個片上網(wǎng)絡(luò)直接和子系統(tǒng)進(jìn)行溝通，這是 ACAP 和 SoC FPGA 不同的地方；其次，ACAP 也是多核異構(gòu)的，但同時具有硬件和軟件可編程引擎，這是之前沒有的，也是我們的競爭對手所沒有的，這是一個全新的設(shè)計。

顯然，賽靈思也把 ACAP 平臺作為可以與 CPU、GPU、ASIC 進(jìn)行競爭的新一代產(chǎn)品，Victor 強(qiáng)調(diào)，“ASIC 在工作負(fù)載適應(yīng)性方面是非常窄的，因為它是固定的芯片，所以對于新的工作負(fù)載來說可能就沒有辦法來實(shí)現(xiàn)。CPU 會更加的靈活，因為它的軟件是可以編程的，但是它在性能上又不行，因為它的架構(gòu)沒有辦法來適應(yīng)新的工作負(fù)載的要求，尤其現(xiàn)在要支持?jǐn)?shù)據(jù)中心以及實(shí)現(xiàn)端點(diǎn)的工作負(fù)載，它的架構(gòu)是沒有辦法支持的。GPU 在加速方面確實(shí)比 CPU 做得更好，因為 GPU 是固定的架構(gòu)，但是它在工作負(fù)載和網(wǎng)絡(luò)方面卻沒有辦法達(dá)到像賽靈思的產(chǎn)品這樣的性能和功耗方面的優(yōu)勢，比如在嵌入式應(yīng)用方面，像攝像頭這樣的應(yīng)用在功耗和成本方面所受的限制非常顯著，所以結(jié)論就是 GPU 要優(yōu)于 CPU，也會在一定程度上比 ASIC 要強(qiáng)，但是沒有賽靈思這樣的靈活性。”

據(jù)介紹，第一代 ACAP 產(chǎn)品將在年內(nèi)流片，采用臺積電 7nm 工藝。

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