賽靈思推出了業(yè)界首款自適應(yīng)計算加速平臺Versal和加速器Alveo

10月16日，XDF（賽靈思開發(fā)者大會）在北京國際飯店舉行。作為業(yè)界最權(quán)威、最具深度的FPGA交流大會之一，Xilinx把行業(yè)最頂尖的FPGA專家和企業(yè)匯聚一堂，集思廣益，分享和交流FPGA產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗與應(yīng)用方案。

Xilinx CEOVictor Peng 、華為IT智能計算業(yè)務(wù)副總裁張小華、阿里云FPGA異構(gòu)計算研發(fā)總監(jiān)張振祥等業(yè)內(nèi)領(lǐng)袖出席。同時，在會上，賽靈思推出了業(yè)界首款自適應(yīng)計算加速平臺Versal和加速器Alveo。

作為Xilinx在中國智能汽車電子領(lǐng)域唯一的Certified member，深圳市自行科技有限公司（簡稱：自行科技）受邀參加，公司聯(lián)合創(chuàng)始人兼CTO諶璟博士在現(xiàn)場分享了“基于FPGA的計算機視覺系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)”的主題演講。諶璟博士結(jié)合其多年的深度學(xué)習(xí)與FPGA開發(fā)經(jīng)驗，從性能、成本、開發(fā)難度等多個維度出發(fā)，提出一套系統(tǒng)化的FPGA深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化流程。

圖：自行科技聯(lián)合創(chuàng)始人兼CTO諶璟博士做主題演講

諶博認為，CNN與FPGA的結(jié)合可以組合利用多種算法模塊，充分發(fā)揮FPGA在計算速度、功耗、成本等方面的優(yōu)勢，降低開發(fā)難度與周期，減少開發(fā)成本。但是CNN中存在大量冗余計算，因此如何在FPGA中實現(xiàn)CNN加速設(shè)計就尤為重要。

圖：諶璟博士演講獲得現(xiàn)場嘉賓觀眾好評

自行科技通過多年CNN與FPGA自主研發(fā)經(jīng)驗，開發(fā)出業(yè)內(nèi)領(lǐng)先性價比的FPGA加速設(shè)計方案。會中，她表示，F(xiàn)PGA加速設(shè)計需要算法工程師和FPGA工程師共同參與。

一方面，通過剪枝壓縮、權(quán)值壓縮等方法對網(wǎng)絡(luò)壓縮算法進行優(yōu)化，以減少網(wǎng)絡(luò)冗余計算，釋放可用資源。例如，我們可以僅僅將少數(shù)“重要”的卷積核量化為8bit權(quán)值，其余卷積核用1bit權(quán)值表示，構(gòu)造混合精度網(wǎng)絡(luò)，在確保網(wǎng)絡(luò)檢測性能的基礎(chǔ)上大幅度提高計算效率。

另一方面，不同的FPGA架構(gòu)需要適配對應(yīng)的CNN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因此需要有針對性地進行并行化和結(jié)構(gòu)化設(shè)計，讓計算模塊得到充分利用，避免大量計算資源閑置。同時，在進行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計時還要充分利用FPGA片內(nèi)資源，避免DSP計算資源與邏輯資源的浪費。

以SSD網(wǎng)絡(luò)為例，在不考慮其他操作帶來的時延（DDR時延、FSM狀態(tài)轉(zhuǎn)移時延~等）的情況下，Xilinx zynq7020在CNN計算幀率最高可達5.7fps；但是，自行科技通過權(quán)值壓縮、并行化設(shè)計等CNN網(wǎng)絡(luò)加速設(shè)計和算法優(yōu)化后，計算幀率提升了4-5倍，大大提高了芯片的運行效率。

最后，諶博總結(jié)到：“FPGA與CNN的結(jié)合具備廣泛的應(yīng)用前景，但是在開發(fā)的過程中也需要我們不斷克服困難和挑戰(zhàn)。當(dāng)前FPGA平臺技術(shù)與工具不斷迭代更新，這就需要我們時刻關(guān)注世界最前沿的技術(shù)。今天我非常高興在現(xiàn)場見證了業(yè)界首款自適應(yīng)計算加速平臺Versal ACAP以及新一代FPGA加速器卡Alveo。這不僅可以加快公司軟硬件迭代創(chuàng)新進程，還為我們探索更優(yōu)秀的FPGA加速方案提供了思路。未來，隨著CNN的計算量不斷上升，數(shù)據(jù)吞吐量也會顯著增大，這就需要不斷提高FPGA片內(nèi)BRAM資源利用效率，深入研究CNN模型壓縮算法，優(yōu)化基于FPGA的CNN框架，這也需要行業(yè)共同的努力！”

目前，該方案已經(jīng)成功應(yīng)用于公司的三大產(chǎn)品：前向ADAS系統(tǒng)、駕駛員監(jiān)控（DMS）系統(tǒng)和智能環(huán)視影像系統(tǒng)，產(chǎn)品都已順利實現(xiàn)量產(chǎn)?；贔PGA平臺與CNN算法的深度結(jié)合，自行科技率先開發(fā)出國內(nèi)首款基于深度學(xué)習(xí)技術(shù)的駕駛員監(jiān)控（DMS）系統(tǒng)，打造出業(yè)內(nèi)功能最全面、性價比最高的駕駛員監(jiān)控（DMS）系統(tǒng)，成為國內(nèi)駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)標桿企業(yè)。

除此之外，自行科技前向ADAS系統(tǒng)與智能環(huán)視影像系統(tǒng)以其可靠的目標檢測準確性和語義分割精度獲得國內(nèi)眾多傳統(tǒng)車廠(乘用車與商用車)、新能源和互聯(lián)網(wǎng)造車公司和Tier1汽車零部件供應(yīng)商的高度認可。相信隨著FPGA開發(fā)技術(shù)的不斷成熟，CNN加速設(shè)計將獲得更廣泛的應(yīng)用。

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附：賽靈思發(fā)布7nm 自適應(yīng)計算加速平臺Versal及新一代FPGA加速器Alveo

2018年10月16日，F(xiàn)PGA大廠賽靈思（Xilinx）在北京召開了一年一度的“Xilinx開發(fā)者大會 ”(XDF) 。在本次會議上，賽靈思發(fā)布了全球首款自適應(yīng)計算加速平臺 (Adaptive Compute Acceleration Platform ，ACAP)芯片系列Versal。與此同時，賽靈思還針對云端和本地數(shù)據(jù)中心市場還發(fā)布了一款功能強大的加速器卡——Alveo。