對于不是長期關(guān)注芯片領(lǐng)域的讀者而言，FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）是個很陌生的名詞，但曾經(jīng)有一家全球 FPGA 巨頭讓臺積電破天荒在清晨 5 點發(fā)新聞稿宣示雙方合作關(guān)系不變，試想，臺積電在全球有 481 家客戶，如果該客戶不是戰(zhàn)略地位極為特殊，怎么會讓臺積電心急火燎地趕著在股市開盤前做說明？

上述的這家公司是曾被喻為全球 FPGA 雙雄之一的 Altera，已在 2015 年被英特爾收購，雙雄中的另一家：賽靈思（Xilinx）則在 Altera 被并之后，長達多年都是市場點名被并購呼聲最高的對象，就連一度對高通發(fā)動世紀并購大戰(zhàn)的博通（Broadcom），也曾亦欲染指賽靈思。

然而，賽靈思非但沒有像 Altera 走向被收購的命運，在這一波 5G 、人工智能、數(shù)據(jù)中心、自動駕駛四大浪潮的助推下，甚至被貼上“下一個 Nvidia”的標簽，其股價從 2018 年 10 月 69 美元上漲至 2019 年 4 月逼近 140 美元。

不過，華爾街投資人總是很實際。日前賽靈思公布的最新財報顯示，雖然 5G 芯片銷售強勁，但數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)卻不如預(yù)期，導(dǎo)致股價遭到大幅修正。

不看短期利空的干擾，放眼產(chǎn)業(yè)長線布局，“賽靈思”“FPGA”這兩大看似陌生、艱深的名詞，正在用自己的市場戰(zhàn)略和核心技術(shù)，在 AI 落地和 5G 起飛的年代，寫著屬于自己的傳奇篇章，若是你以前不熟悉它，或許可以從現(xiàn)在開始認識它。

35 歲老牌設(shè)計公司，與臺積電、Nvidia、英特爾的“糾葛”

這是一家不折不扣的老牌芯片公司，誕生于 1984 年，比創(chuàng)立于 1987 年的臺積電還要早。英特爾則是比賽靈思要再年長 16 歲，創(chuàng)立于 1968 年，年紀最輕的當屬于 Nvidia，1993 年才誕生。

上面這一段話點出四家公司：賽靈思、臺積電、Nvidia、英特爾，他們究竟有何關(guān)系？

以營收規(guī)模來看，日前歡欣鼓舞宣布年度營收首度超過 30 億美元的賽靈思，和其他三家半導(dǎo)體大廠相比，絕非是處于同一個量級的企業(yè)，但在這一波人工智能風口下，賽靈思卻早被看好將從群雄環(huán)繞中突圍的利基型芯片標的。

臺積電每一代高端技術(shù)的成功量產(chǎn)，客戶名單絕對少不了賽靈思，2019 年量產(chǎn)的 7nm 也不例外，未來高端技術(shù)往下走，開發(fā)成本越來越貴，有能力和臺積電并肩前行的 IC 設(shè)計大客戶是 5 根手指頭數(shù)得完，但賽靈思總能成為當中的一員。

就連臺積電推出第一代昂貴的封裝技術(shù) CoWoS，捧場的客戶也是賽靈思，但后來因為 CoWoS 成本太高，臺積電趕快提出第二代 InFO 技術(shù)接替，但從此事可以窺見賽靈思對于臺積電的戰(zhàn)略價值是多么重要。

顯而易見地，賽靈思早已經(jīng)成為臺積電 7nm，甚至所有高端工藝的“VIP 座上賓”，就像當年的 Nvidia 一樣，臺積電在產(chǎn)能和技術(shù)上傾全力扶植，因此，這一波賽靈思的崛起，也被認為是“下一個 Nvidia”。

英特爾天價收購 Altera，預(yù)示 FPGA 前景可期

Nvidia 與賽靈思近年來頻頻火線交鋒，除了在數(shù)據(jù)中心的 AI 加速器市場對峙之外，日前 Nvidia 更是從賽靈思和英特爾手上“搶親”成功，以 69 億美元買下端對端以太網(wǎng)絡(luò)與 InfiniBand 解決方案供應(yīng)商 Mellanox，創(chuàng)下其交易史上最高的收購金額。再次顯示這幾家在 AI 時代中活躍的企業(yè)，彼此的關(guān)系與一舉一動都深有糾葛。

FPGA 曾經(jīng)是冷門，且小而美的市場，為什么在云計算起飛后，變得如此炙手可熱？

2015 年，英特爾以 167 億美元大手筆收購 Altera 時，已經(jīng)預(yù)告 FPGA 芯片前景綻放的命運，根據(jù)英特爾的預(yù)估，未來云數(shù)據(jù)中心市場中的 CPU+FPGA 架構(gòu)將會占有三分之一的份額。

過去，在加速運算技術(shù)領(lǐng)域，幾乎所有的大型數(shù)據(jù)中心的機器學(xué)習(xí)類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用都是 GPU+CPU 架構(gòu)，是機器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的標準配備，這也是 Nvidia 風光一時躍升為華爾街寵兒的原因。

不過，近期采用 FPGA 和 ASIC 的架構(gòu)也開始崛起，大力叫板 GPU 架構(gòu)，主要優(yōu)勢是低耗電，以及適用于多種工作負載情景。

圖 | 賽靈思大中華區(qū)業(yè)務(wù)副總裁唐曉蕾

面對 ASIC 的競爭，賽靈思大中華區(qū)業(yè)務(wù)副總裁唐曉蕾指出，ASIC 芯片的設(shè)計周期早已跟不上創(chuàng)新速度，舉例來說，Tesla 花了 18 個月設(shè)計出一款 ASIC 芯片，然而，在 AI 世界中應(yīng)用場景不斷改變，加上現(xiàn)在算法迭代速度快，每一個月就有新的算法迭代推出、算法更新的速度以兩周計，如果再用傳統(tǒng)方式以 18 ~ 24 個月來打造一顆芯片，可能會很快被市場淘汰。

反之，若是采用 FPGA 芯片，可以用 6 個月的時間就推出一顆新芯片，一年內(nèi)讓該顆芯片導(dǎo)入量產(chǎn)。

阿里巴巴創(chuàng)始人馬云也曾說過，用到的數(shù)據(jù)是掌握到的十分之一，主要是因為硬件的限制。因此，賽靈思強調(diào)，F(xiàn)PGA 芯片會是最具靈活性，且達到客戶差異化需求的解決方案。

賽靈思強調(diào)，不單是提供芯片、算法、模組，而且要提供完整的解決方案，才能讓人工智能場景落地，例如采用傳統(tǒng)算法也可以做到在智慧城市中檢測車牌、車標等，但在高速行駛的狀況下要如何捕捉到車子的特征，就會需要各種人工智能的相關(guān)技術(shù)。

又或是坐在車子里，不用觸控屏幕，采用手勢指揮就可以點歌，讓汽車不單是聲控，還能辨識出你的肢體語言等，都可以用 FPGA 的人工智能芯片辦到。

突破極限推 ACAP 平臺，臺積電 7nm 工藝打造

賽靈思為了突破 FPGA 極限，也推出以 FPGA 為基礎(chǔ)的自行調(diào)適運算平臺 ACAP (Adaptive Compute Acceleration Platform)，為一個高度整合的多核心異質(zhì)運算平臺，針對各種應(yīng)用與工作負載需求，從硬件層面進行靈活變化，適用于加速廣泛的應(yīng)用，包括視頻轉(zhuǎn)碼、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)壓縮、搜索、人工智能推理、基因組、機器視覺、網(wǎng)絡(luò)加速等。

ACAP 核心內(nèi)是全新的 FPGA 架構(gòu)，其結(jié)合分布式存儲與硬件可編程 DSP 模塊、一顆多核心 SoC，以及一個或多個軟件可編程且硬件自行調(diào)適的計算引擎，上述元件再通過片上網(wǎng)絡(luò)（NoC）串連。率先采用臺積電 7nm 工藝的 ACAP 平臺首款產(chǎn)品 Versal 預(yù)計于 2019 年出貨。

賽靈思在 AI 領(lǐng)域的布局，日前已經(jīng)交出幾項相當關(guān)鍵性的突破，繼騰訊、百度、阿里后，再度拿下華為在數(shù)據(jù)中心內(nèi) AI 加速器的生意，華為已經(jīng)宣布采用賽靈思的 Virtex UltraScale+ FPGA 和 NGCodec H.265 視頻編碼器，放在華為云 FPGA 加速云端服務(wù)器。

由于視頻串流是很大的作業(yè)負載，企業(yè)紛紛強化基礎(chǔ)設(shè)施以滿足視頻串流快速增長衍生的強勁需求。過去企業(yè)采用 GPU 來運行 HVEC 解碼器，現(xiàn)在也開始用 FPGA 來運行，訴求提供高解析度且即時的視頻串流，只需要過去 55%～65% 的網(wǎng)絡(luò)速率，就能提供相同的影像品質(zhì)，節(jié)省頻寬。

不過，F(xiàn)PGA 最大缺點是成本高，且賽靈思在生態(tài)系統(tǒng)方面還不如 Nvidia 這么強大，未來無論是賽靈思、Nvidia、英特爾等巨頭都在以自己的技術(shù)架構(gòu)，力拼 AI 落地、5G 元年啟動的商機。

展望未來在 5G 時代，在應(yīng)用還未成熟下，基站客戶可能會先選用具備高度彈性的 FPGA，尤其是用在 5G 基站天線遠端射頻單元 RRU（Remote Radio Unit）中，加上數(shù)據(jù)量龐大、技術(shù)運算和場景的復(fù)雜度提高等因素，都會讓 FPGA 的使用量變大。

在這塊市場上，賽靈思是全球最大的 FPGA 供應(yīng)商，但英特爾也有 Altera 助陣，不斷強化工藝技術(shù)，也表明會在 5G 領(lǐng)域上加強 FPGA 架構(gòu)做為彈性部署，勢必會與賽靈思再有一戰(zhàn)。

再者，根據(jù)過去 4G 經(jīng)驗，客戶等到各種場景、應(yīng)用、頻寬都固定后，也會逐漸從 FPGA 轉(zhuǎn)到 ASIC 芯片上，這些趨勢與發(fā)展都是要長期觀察的重點。