隨著數(shù)據(jù)中心的多樣化需求 FPGA憑借其靈活性逐漸得到青睞

隨著 5G 、AI、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛等新興技術(shù)的快速演進，全球數(shù)據(jù)正呈指數(shù)級增長并呈海量聚焦態(tài)勢。IDC 預(yù)測，到 2025 年，全球的數(shù)據(jù)量會增加到 175ZB。數(shù)據(jù)量的急速膨脹，給數(shù)據(jù)中心帶來前所未有的壓力，FPGA 憑借其靈活性在數(shù)據(jù)中心加速應(yīng)用中得到青睞。

在 FPGA 市場，除了英特爾和賽靈思，Achronix 作為后起之秀已經(jīng)開始嶄露頭角。在與非網(wǎng)的年終專題《回顧 2019，展望 2020》中，我們特邀 Achronix 公司產(chǎn)品營銷總監(jiān) Bob Siller 一起參與了討論。

具有突破性進展的Speedster7t FPGA架構(gòu)

對于 Achronix 來講，2019 年具有突破性的技術(shù)就是推出了基于 7 納米工藝節(jié)點的 Speedster7t FPGA 系列器件和具有 Speedster7t FPGA 功能的 VectorPath 加速卡。Bob Siller向與非網(wǎng)介紹，“Speedster7t FPGA 從一開始設(shè)計時就重點關(guān)注架構(gòu)創(chuàng)新的三個關(guān)鍵方面。構(gòu)建最高效的計算模塊，針對通用計算邏輯和機器學(xué)習(xí)進行優(yōu)化，以實現(xiàn)最高效的推理性能；構(gòu)建正確的存儲層次和存儲帶寬；通過在傳統(tǒng)的 FPGA 布線上疊加真正的二維片上網(wǎng)絡(luò)（2D NoC），來構(gòu)建最高效的數(shù)據(jù)傳輸?！?/p>

通過創(chuàng)建創(chuàng)新的、可支持超過 20Tbps 內(nèi)部數(shù)據(jù)帶寬的片上網(wǎng)絡(luò)（NoC），實現(xiàn)可支持超過 4Tbps 存儲帶寬的 GDDR6 存儲器接口，引入全新的、可支持超過 80 TOps 運算能力的機器學(xué)習(xí)處理器（MLP），Achronix 實現(xiàn)了 Speedster7t FPGA 與其他 7 納米 FPGA 競品的差異化。這種全新的 FPGA 架構(gòu)可以為人工智能 / 機器學(xué)習(xí)（AI / ML）應(yīng)用提供每秒處理超過 8，600 張圖像的性能（基于 ResNet50 網(wǎng)絡(luò)的基準測試）。這些指標清楚地表明，我們在架構(gòu)上的投資已見成效，而且我們能夠獲得優(yōu)異的性能去支持我們的關(guān)鍵目標應(yīng)用。

“此外，我們還與 Molex 旗下的 BittWare 公司合作推出了 VectorPath PCIe 加速卡。該加速卡具有 400G 和 200G 以太網(wǎng)接口、8 個 GDDR6 存儲器通道和可作為額外連接選項的 OCuLink 擴展端口。該平臺符合 PCIe 接口的尺寸，專為原型設(shè)計和大批量生產(chǎn)應(yīng)用而設(shè)計?！?Bob強調(diào)。

Bob 認為，2019 年，Achronix 最大的挑戰(zhàn)是開發(fā)全新的 Speedster7t FPGA 架構(gòu)，該架構(gòu)要能夠滿足目標客戶在人工智能 / 機器學(xué)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)、計算和存儲應(yīng)用中的需求，同時要實現(xiàn)與其它高端 FPGA 競品的差異化。為了使全新的 FPGA 獲得成功，它不能是一個與大型競爭對手提供的產(chǎn)品相似的跟風(fēng)式產(chǎn)品。

Bob 表示，“相反，我們采用了一種全新的方法去設(shè)計最好的 FPGA，以支持我們的目標應(yīng)用。我們在這一挑戰(zhàn)中取得了成功，這源于我們傾聽客戶的意見，并且聚焦于一些關(guān)鍵的目標應(yīng)用，針對這些應(yīng)用，我們可以為客戶提供最佳的價值主張。迄今為止，客戶的反響非常好，這證實了我們的決策在我們不斷增加的客戶群中產(chǎn)生了共鳴?！?/p>

eFPGA市場看漲，2020年繼續(xù)發(fā)力

Achronix 看到其 FPGA 器件和 eFPGA IP 的需求在 2019 年有顯著增長，客戶們一直在尋找賽靈思（Xilinx）和英特爾（Intel）之外的替代解決方案，不過直至 Achronix 推出 Speedster7t FPGA 之前，在最新的工藝節(jié)點上并沒有其它替代方案。Achronix 認為這是一個極好的機會，可以去支持當(dāng)前及 2020 年不斷增長的 FPGA 需求。此外，從應(yīng)用的角度看，更大的需求是擁有能夠調(diào)整以適應(yīng)新的工作負載和算法的硬件可編程解決方案。通過為下一代人工智能 / 機器學(xué)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)、計算和存儲應(yīng)用提供基于靈活平臺的高性能數(shù)據(jù)加速功能，可以充分發(fā)揮 FPGA 的優(yōu)勢。

憑借 eFPGA 產(chǎn)品，Achronix 是唯一一家可以為想要開發(fā)其 SoC 或 ASIC 器件的客戶同時提供獨立 FPGA 芯片和嵌入式 FPGA IP 的公司。隨著一款新的 ASIC 器件所需的投入不斷增加，客戶們意識到使其一部分設(shè)計保持靈活性以適應(yīng)變化的需求和發(fā)展中的行業(yè)標準是有價值的。這驅(qū)使對 eFPGA 解決方案的需求產(chǎn)生增長，并且我們認為這一趨勢將會在 2020 年延續(xù)下去。

對于 2020 年的規(guī)劃，Bob 表示，“2020 年，Achronix 將繼續(xù)致力于研發(fā)工作，以打造創(chuàng)新的 FPGA 架構(gòu)和 eFPGA IP，去滿足數(shù)據(jù)中心、計算、網(wǎng)絡(luò)、存儲和人工智能 / 機器學(xué)習(xí)應(yīng)用中對數(shù)據(jù)加速的關(guān)鍵需求。我們還將繼續(xù)對自己的軟件工具和設(shè)計流程進行投資，使客戶更容易采用 Achronix 的技術(shù)，從而釋放 Speedster7t FPGA 和 Speedcore eFPGA IP 的巨大潛力?！?/p>

應(yīng)對大數(shù)據(jù)處理新需求，靈活架構(gòu)優(yōu)勢突顯

在過去的十年中，行業(yè)已經(jīng)見證了數(shù)據(jù)的爆發(fā)式增長，在推動數(shù)據(jù)爆發(fā)式增長的眾多市場中，汽車和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是兩個重要的市場?，F(xiàn)在面臨的挑戰(zhàn)是設(shè)法從生成的海量非結(jié)構(gòu)化和結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)中獲得有意義的見解。這已經(jīng)促使許多全新的、基于人工智能硬件和軟件的解決方案被開發(fā)出來，以最低的成本、功耗和最省時的方式去處理數(shù)據(jù)。

應(yīng)對這一挑戰(zhàn)的方法與過去相比有很大不同，過去只要提供功能更強大的 CPU 就可以滿足要求。如今專為特定工作負載加速而定制的異構(gòu)計算系統(tǒng)正在興起。Bob 強調(diào)，“擁有多個不同的硬件平臺是有局限性的，因此我們看到了創(chuàng)建硬件可重復(fù)編程架構(gòu)的趨勢，這類架構(gòu)專門針對需要加速的特定工作負載進行了優(yōu)化。站在這一趨勢的最前沿，Achronix 提供一種全新的、靈活的、基于 FPGA 的解決方案，來滿足對最高帶寬的需求和計算應(yīng)用的要求。”