FPGA相比CPU在運算中的優(yōu)勢

FPGA相比于CPU，最大的優(yōu)點在于速度，簡單來講，F(xiàn)PGA是靠控制每個時鐘（Cycle）來驅(qū)動信號與寄存器傳輸?shù)?，也就是說可以通過時鐘來精確控制任務(wù)。而且，F(xiàn)PGA是并行執(zhí)行的，每個Cycle可以同時執(zhí)行上百萬個數(shù)據(jù)流任務(wù)，所以，和CPU相比，F(xiàn)PGA是通過較慢的時鐘頻率，同時并行執(zhí)行數(shù)據(jù)流，而CPU雖然主頻高，但是并行執(zhí)行能力差，綜合起來對于同樣的代碼，應(yīng)用程序在FPGA上的運行速度可能比在傳統(tǒng)CPU上運行要快100倍。

FPGA中包含上千萬的可編程邏輯資源，具有并行性和并發(fā)性的優(yōu)點。在設(shè)計時，工程師可以利用這種并行體系結(jié)構(gòu)，將設(shè)計分解為結(jié)構(gòu)良好的數(shù)據(jù)執(zhí)行流。

例如，一幀圖像，如果按照傳統(tǒng)處理方式，可以按像素來處理整個圖像。但是當(dāng)并行處理時，它被分解成不同的碎片，由不同的進(jìn)程同時進(jìn)行處理，然后再拼湊回一起。過程雖然變復(fù)雜了，但是速度快了許多，要求輸入數(shù)據(jù)必須以最優(yōu)的方式分解，并有效地分配給每個進(jìn)程，然后將處理后的數(shù)據(jù)收集并重新組裝，從而大大提高了效率。

在一個普通的CPU中，這一過程涉及到數(shù)據(jù)從內(nèi)存中存入和取出，以及使進(jìn)程對當(dāng)前內(nèi)存狀態(tài)保持一致的復(fù)雜協(xié)議。即使是最大的英特爾CPU也只有18個內(nèi)核。相比之下，在FPGA中，數(shù)據(jù)流可以被設(shè)計，因此它永遠(yuǎn)不會離開芯片。數(shù)以萬計的并發(fā)進(jìn)程可以同時存在，并且處理的時間得到了優(yōu)化，因此吞吐量始終是最大的。

通過FPGA實現(xiàn)還有給優(yōu)勢就是成本。使用FPGA可以節(jié)省大量成本，因為提高速度的同時減少了硬件需求，一個FPGA可以執(zhí)行許多服務(wù)器的任務(wù)。

最后，F(xiàn)PGA具有強大的新一代互聯(lián)互通和增強的靈活性，可以利用最新的技術(shù)發(fā)展在器件上重新編程。一旦啟動并運行，F(xiàn)PGA就可以隨時改變以滿足不斷變化的業(yè)務(wù)需求。