作為一種可編程邏輯器件，FPGA在20多年中已從電子設計的外圍器件逐漸演變?yōu)閿?shù)字系統(tǒng)的核心。隨著云計算、人工智能時代的到來，善長數(shù)據(jù)并行計算、更加靈活和低延遲的FPGA將受到更多關注，F(xiàn)PGA廠商也推出不同類型的解決方案加以應對——異構計算平臺化、IP化，F(xiàn)PGA正展現(xiàn)出更多新的發(fā)展趨勢。

AI應用驅動，F(xiàn)PGA市場快速增長

云計算、人工智能的應用發(fā)展，對芯片的計算力提出了更高要求，F(xiàn)PGA可以同時進行數(shù)據(jù)并行和任務并行計算，具備更大的靈活性。很多使用通用處理器或ASIC難以實現(xiàn)的底層硬件控制操作，利用FPGA可以很方便的實現(xiàn)。因此，近年來FPGA受到越來越多的關注和應用。

“AI推斷需求的指數(shù)級增長，需要特定架構(DSA)以達到最大效率。然而，與AI創(chuàng)新的速度相比，固定硬件的DSA開發(fā)周期太過漫長?！?a href="http://www.brongaenegriffin.com/tags/賽靈思/" target="_blank">賽靈思細分核心市場副總裁Yousef Khalilollahi指出：“FPGA提供靈活應變的平臺，支持可隨時根據(jù)最新AI技術定制的DSA，而且無需坐等漫長硅片研發(fā)周期?！?/p>

在此情況下，近年來，F(xiàn)PGA的應用領域正在不斷拓展，市場規(guī)模也不斷地擴大。研調機構Global Market Insights的報告稱，2022年FPGA規(guī)模有望超過99.8億美元。根據(jù)Semico Research預測數(shù)據(jù)，僅在人工智能應用中，F(xiàn)PGA的市場規(guī)模將在未來4年內增長3倍，達到52億美元。

平臺化+異構整合，F(xiàn)PGA展現(xiàn)新趨勢

面對拓展越來越大的應用趨勢，各FPGA廠商也在推出不同的解決方案。這些解決方案反應了不同廠商面對新市場需求形成不同的發(fā)展策略，也對FPGA的技術趨勢形成了不同影響。

對于英特爾來說，對FPGA的發(fā)展策略則是更多地整合多種處理器產(chǎn)品組合，面向云端提供綜合性計算解決方案。

Achronix公司近日發(fā)布的Speedster7t代表了另一種發(fā)展趨勢，其力圖將FPGA的可編程性與ASIC的布線結構和計算引擎相結合，通過對二維片上網(wǎng)絡(2D NoC)，以及高密度全新機器學習處理器(MLP)模塊陣列等的集成，簡化用戶設計，以應對人工智能機器學習應用的需求。“Speedster7t系統(tǒng)將數(shù)學函數(shù)、存儲器和可編程性整合到機器學習處理器中，再結合交叉芯片、二維NoC結構，可以確保整個器件中數(shù)據(jù)自由流動。而在人工智能機器學習應用中，內存帶寬就是一切，Speedster7t在這方面可以提供令人印象深刻的性能指標?！?Achronix Semiconductor總裁兼首席執(zhí)行官Robert Blake表示。

嵌入式FPGA，市場接受程度提升

不同于CPU、GPU等在移動時代快速實現(xiàn)IP化的發(fā)展趨勢，嵌入式FPGA(eFPGA)一直沒有成為市場的主流。不過，隨著云計算、人工智能時代的到來，eFPGA的市場接受度有望進一步提升，成為FPGA產(chǎn)品的主要發(fā)展趨勢之一。

對此，Robert Blake指出，F(xiàn)PGA是可以有效地實現(xiàn)IP化。eFPGA具有易用性，大大降低了使用門檻，可以快速滿足用戶多樣化需求，無論是系統(tǒng)級還是芯片級都可以支持。這在人工智能時代非常重要，特別是在邊緣側計算中受到歡迎。事實上，現(xiàn)在有很多用戶在尋問FPGA的IP問題。相信未來將有越來越多IP化的FPGA被應用。

eFPGA是指將一個或多個FPGA以IP的形式嵌入ASIC、ASSP或SoC等芯片中的發(fā)展模式。eFPGA的特色之一是易用性，它降低了客戶集成FPGA加速器的門檻?？蛻敉ㄟ^定制其邏輯、Ram和Dsp資源需求，可以將多個IP進行組合，以便為特定的應用創(chuàng)建優(yōu)化的可編程功能。這種發(fā)展模式在CPU和GPU等芯片中被大量使用，但在FPGA上卻沒有得到推廣。

“eFPGA是令人興奮的新工具，它使SoC架構師可以使他們的芯片更加靈活和可重新配置?！?Robert Blake表示。