科普：揭秘美圖T9背后的FPGA計(jì)算平臺(tái) 處理速度提升30倍！

近日，美圖公司在新款手機(jī)T9的發(fā)布會(huì)上公布了FPGA云端加速技術(shù)。根據(jù)介紹，該技術(shù)已經(jīng)在美圖T9的夜景相機(jī)中應(yīng)用，使用者拍完夜景照片之后可以向云端發(fā)起處理請求，利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能去除照片中的噪點(diǎn)。美圖工程師表示該方案相比傳統(tǒng)服務(wù)器硬件，速度提升達(dá)30倍。

　　平?？萍蓟ヂ?lián)網(wǎng)圈里，經(jīng)常接觸人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之類概念，但相比之下FPGA出現(xiàn)的幾率則相對較少。到底什么是FPGA?其應(yīng)用前景如何?根據(jù)資料介紹，F(xiàn)PGA(Field-Programmable Gate Array)即現(xiàn)場可編程門陣列，通俗來說，它是一種可以改變功能的芯片，用戶可以通過編程實(shí)現(xiàn)不同的電路功能。與傳統(tǒng)服務(wù)器硬件相比，F(xiàn)PGA具有效率更高速度更快功耗更低優(yōu)點(diǎn)，更適用于復(fù)雜多變的數(shù)據(jù)中心等應(yīng)用

　　除了這次美圖T9演示的夜景相機(jī)，此前在美圖秀秀中已經(jīng)見過的手繪自拍和Andy繪畫機(jī)器人，實(shí)際也是用了云端處理的方式。為什么要用云端服務(wù)器而不是手機(jī)本地硬件進(jìn)行這些操作呢?

　　美圖影像實(shí)驗(yàn)室MTlab(mtlab.meitu.com)對此解釋：這些年我們積累了很多尖端的圖像處理算法，大量用到了深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，但是在具體應(yīng)用時(shí)發(fā)現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算量非常龐大，手機(jī)上做這個(gè)計(jì)算不論從硬件性能、內(nèi)存容量，還是從計(jì)算時(shí)間都完全無法完成。當(dāng)今手機(jī)上搭載的芯片，至少要提升上百倍性能才能滿足要求。如此一來，為了保證圖片處理效果，云端處理就成了一個(gè)解決方案。

　　現(xiàn)在，美圖手機(jī)全新采用FPGA計(jì)算平臺(tái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)服務(wù)器，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)固化到FPGA中，雖然同樣是云端處理，但是運(yùn)算速度提升了約30倍，并且更加省電，綜合性價(jià)比更高。相比傳統(tǒng)方案，F(xiàn)PGA更省電，經(jīng)測試在相同計(jì)算量下，F(xiàn)PGA功耗是傳統(tǒng)解決方案的十分之一，而在在相同功耗下，性能至少可以提升10倍。

　　據(jù)MTlab測算，相同的處理任務(wù)，用FPGA云端處理只需幾秒，而用手機(jī)本地硬件的話可能要花一分多鐘。而且此時(shí)手機(jī)處理器是全速運(yùn)行狀態(tài)，系統(tǒng)反應(yīng)會(huì)變慢，對電池的消耗很快，用戶體驗(yàn)也會(huì)很差。同時(shí)，F(xiàn)PGA本質(zhì)是個(gè)通用計(jì)算平臺(tái)，可以執(zhí)行各類運(yùn)算任務(wù)，尤其當(dāng)前流行的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算。MTlab也表示未來會(huì)在美圖產(chǎn)品中開放更多的云端處理功能。

　　此外，F(xiàn)PGA對美圖方面來說還有一個(gè)重要的意義，就是為其未來的MT-AI芯片做前期驗(yàn)證，這可以大大加快芯片的研發(fā)進(jìn)程。據(jù)悉，MT-AI芯片將會(huì)集成在美圖手機(jī)中，大幅加速人工智能計(jì)算，并且降低功耗。

　　據(jù)悉，美圖公司所采用的FPGA計(jì)算方案由其投資的雪湖科技提供。雪湖科技是一家專注于異構(gòu)計(jì)算解決方案的技術(shù)公司，團(tuán)隊(duì)具有20年以上的異構(gòu)計(jì)算開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)過大量基于FPGA的數(shù)值計(jì)算算法，具有極強(qiáng)的異構(gòu)計(jì)算開發(fā)移植、算法重構(gòu)、算法優(yōu)化、架構(gòu)優(yōu)化能力。