行業(yè) | 賽靈思:有“野心”的半導(dǎo)體帝國締造者

要說在FPGA領(lǐng)域的地位，絕對沒有哪家企業(yè)可以撼動(dòng)賽靈思，畢竟FPGA就是人家發(fā)明的，而賽靈思的“野心”絕不止于此。除了發(fā)明FPGA，它還推出了許多項(xiàng)第一：第一家Fabless公司；第一個(gè)嵌入式處理器的FPGA；第一個(gè)3D架構(gòu)的FPGA；第一個(gè)HLS開發(fā)工具Vivado；第一個(gè)ASIC+UltraScale架構(gòu)FPGA。

FPGA的概念來自一位不安分的IC設(shè)計(jì)工程師:Ross Freeman,他敢于想象，更敢于挑戰(zhàn)權(quán)威，他在晶體管堪比黃金的時(shí)代提出讓芯片向空白磁帶一樣，可以由工程師在上面編程添加功能，就好像畫師在白布上任意涂鴉。Bill Carter，賽靈思名譽(yù)研究員（Fellow Emeritus）、第八號雇員、首位IC設(shè)計(jì)專家曾說：“當(dāng)他描述完FPGA的概念之后，我第一個(gè)念頭就是，瘋了！這是史上對晶體管最不靠譜的浪費(fèi)了?！?/p>

雖然這個(gè)想法不被理解，不被支持，但是Freeman還是把它變成了現(xiàn)實(shí)。1984年，在Freeman35歲時(shí)說服了自己上司的上司的上司，Zilog副總裁兼微處理器部總經(jīng)理Bernard Vonderschmitt，共同創(chuàng)立了賽靈思，締造了一個(gè)新的半導(dǎo)體帝國。但可惜的是Freeman在41歲時(shí)就英年早逝了，給后人留了許多遺憾。

1984年，賽靈思發(fā)明了世界上最成功的可編程邏輯器件——XC2064，采用2um工藝，包含64個(gè)邏輯模塊和85000個(gè)晶體管，每個(gè)模塊含有兩個(gè)3輸入查找表（LUT）和一個(gè)寄存器，門數(shù)量不超過1000個(gè)；并一直在業(yè)界保持領(lǐng)先地位。

但是這款晶片的尺寸很大，比當(dāng)時(shí)的微處理器還要大，成本高達(dá)數(shù)百美元。在成本壓力下，經(jīng)過FPGA工程師的不斷改良，在2008年之后FPGA逐漸解決了系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題，越來越多地整合系統(tǒng)模塊：高速收發(fā)器、存儲(chǔ)器、DSP處理單元和完整處理器。還集成了比特流加密與驗(yàn)證、混合信號處理等重要控制功能，可以加速很多重要算法并降低功耗。

目前賽靈思主要的FPGA產(chǎn)品系列包括高性能的Virtex系列、中端的Kintex系列和低成本的Artix、Spartan系列。

2016年7月，賽靈思表示未來五年要成為一家All Programmable公司，利用自身優(yōu)勢幫助客戶實(shí)現(xiàn)差異化，并把目標(biāo)對準(zhǔn)了目前苗頭正旺的云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、5G無線和嵌入式視覺領(lǐng)域。

其實(shí)在2014年，賽靈思就開始了新一代產(chǎn)品的創(chuàng)造研發(fā)，并在2018年年初首次亮相，這就是自適應(yīng)計(jì)算加速平臺(tái)ACAP（Adaptive Compute Acceleration Platform），賽靈思將其定義為區(qū)別于CPU、GPU和FPGA的全新產(chǎn)品。

ACAP的核心是新一代FPGA架構(gòu)，它結(jié)合分布式存儲(chǔ)器和硬件可編程的DSP模塊、一個(gè)多核SoC，可以實(shí)現(xiàn)對工作負(fù)載的加速，具有硬件/軟件可編程引擎、IP子系統(tǒng)和片上網(wǎng)絡(luò)、高度集成的可編程I/O。

基于ACAP的全新架構(gòu)，賽靈思推出一款可面向所有應(yīng)用、面向所有開發(fā)者的平臺(tái)及產(chǎn)品Versal。這款產(chǎn)品包括六個(gè)系列的器件，其獨(dú)特的架構(gòu)針對云端、網(wǎng)絡(luò)、無線通信乃至邊緣計(jì)算和端點(diǎn)等不同市場的眾多應(yīng)用提供了可擴(kuò)展性和AI推斷能。

據(jù)賽靈思CEO Victor Peng介紹，Versal歷經(jīng)四年研發(fā)，投入十多億美元的資金，有1500多名軟硬件工程師參與其中。采用了臺(tái)積電7nm技術(shù)，數(shù)據(jù)顯示，Versal的速度超過最高速的FPGA20倍，比最快的CPU快100倍，還可以實(shí)現(xiàn)2ms的時(shí)延，對數(shù)據(jù)中心、有線網(wǎng)絡(luò)、5G無線和ADAS等應(yīng)用有明顯提速?？梢赃m用于汽車、工業(yè)、科學(xué)與醫(yī)療、航空航天與國防、音視頻與廣播及消費(fèi)類電子等領(lǐng)域。

Victor Peng表示，Versal的推出并不意味著賽靈思會(huì)放棄FPGA，它將繼續(xù)推進(jìn)這一市場的發(fā)展。Versal的發(fā)布意味著賽靈思不再是一家單純的FPGA公司了，而是一家平臺(tái)公司。