FPGA是AI的智能加速器

通常提到FPGA，首先想到的是一款可編程的硬件產(chǎn)品，無(wú)論是用在嵌入式設(shè)備上，還是用在網(wǎng)絡(luò)傳輸加速方面，與軟件似乎都沒(méi)有太多的直接聯(lián)系。對(duì)于普通用戶(hù)而言，要對(duì)FPGA產(chǎn)品進(jìn)行應(yīng)用，有兩條鴻溝需要跨越：第一條是FPGA的硬件編程模式,將FPGA變?yōu)檫m于處理用戶(hù)應(yīng)用的硬件產(chǎn)品；第二條是開(kāi)發(fā)相應(yīng)的應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，需要打造軟件工程師熟悉的設(shè)計(jì)環(huán)境讓這個(gè)硬件產(chǎn)品可以為更廣泛的軟件及系統(tǒng)級(jí)工程師所用。

隨著云計(jì)算技術(shù)的興起，F(xiàn)PGA與用戶(hù)應(yīng)用之間的距離在被迅速拉近。本次賽靈思開(kāi)發(fā)者大會(huì)，正是賽靈思引領(lǐng)FPGA應(yīng)用迅速擴(kuò)展的發(fā)展趨勢(shì),希望通過(guò)專(zhuān)家、成功用戶(hù)和社區(qū)的共同努力, 驅(qū)動(dòng)由傳統(tǒng)硬件開(kāi)發(fā)拓展至應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)與嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的發(fā)展進(jìn)程。

通過(guò)Salil Raje總裁的介紹我們可以了解，目前越來(lái)越多的開(kāi)發(fā)者和工程都會(huì)在賽靈思的MPSoC和SDSoC上開(kāi)發(fā)應(yīng)用，在云端賽靈思用SDAccel再加上可重配置加速堆棧 (RAS, Reconfigurable Acceleration Stack ) 幫助客戶(hù)在云端開(kāi)發(fā)應(yīng)用，在云這個(gè)層面上賽靈思的SDSoC和加速堆棧使得IP可以作為處理器在云端運(yùn)用。在未來(lái)五年里看到潛在的用戶(hù)增加5倍，也就是服務(wù)25萬(wàn)的數(shù)量。賽靈思的目標(biāo)市場(chǎng)，也擴(kuò)展到自動(dòng)駕駛汽車(chē)、無(wú)人機(jī)、監(jiān)控以及所有視覺(jué)和機(jī)器學(xué)習(xí)等相關(guān)的應(yīng)用之中。

為什么要使用FPGA？FPGA的應(yīng)用可以為用戶(hù)帶來(lái)哪些方面的益處？會(huì)后的記者訪(fǎng)談中，Andy Walsh先生向我們進(jìn)行了深入的分析。

CPU的優(yōu)勢(shì)在于，可以對(duì)多種應(yīng)用業(yè)務(wù)進(jìn)行處理。但不足之處在于，單核處理性能已經(jīng)多年停滯不前、處理器的功耗問(wèn)題也正在成為制約云計(jì)算計(jì)算能力的發(fā)展。而隨著云計(jì)算中機(jī)器學(xué)習(xí)、視頻轉(zhuǎn)碼、數(shù)據(jù)庫(kù)加速等高性能計(jì)算業(yè)務(wù)發(fā)展，傳統(tǒng)CPU架構(gòu)已經(jīng)難以負(fù)擔(dān)這些類(lèi)業(yè)務(wù)的應(yīng)用處理，CPU架構(gòu)正在觸及計(jì)算能力的天花板。

此外，用戶(hù)對(duì)應(yīng)用業(yè)務(wù)的處理模式也在發(fā)生改變。以前通過(guò)本地硬件對(duì)業(yè)務(wù)應(yīng)用進(jìn)行處理，現(xiàn)在，有更多的計(jì)算業(yè)務(wù)是在云端通過(guò)云計(jì)算系統(tǒng)進(jìn)行分析。另外，還有很多智能化設(shè)備的廣泛運(yùn)用，產(chǎn)生出海量信息需要即時(shí)在本地進(jìn)行處理。而遭遇到性能瓶頸的CPU對(duì)這些應(yīng)用處理需求，已經(jīng)難以勝任。

隨后Andy Walsh向大家展示了通過(guò)FPGA加速與服務(wù)器級(jí)CPU處理能力對(duì)比的情況：

深鑒科技利用FPGA進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)推斷的云識(shí)別，加速倍數(shù)是40倍。Ngcodec是做視頻解碼的企業(yè)，編碼追訴率方面達(dá)到10倍加速。Ryft做大數(shù)據(jù)分析，這里提速是90倍。還有edico genome做基因組分析，用FPGA加速后，基因組分析的速度提升了一百倍。

當(dāng)前Edico和費(fèi)城兒童醫(yī)院正準(zhǔn)備利用AWS上部署的FPGA系統(tǒng)，準(zhǔn)備創(chuàng)造新的基金測(cè)序基因分析記錄。阿里云也正在建立基于賽靈思FPGA的F2與F3數(shù)據(jù)中心，此外百度云、華為云等云計(jì)算廠(chǎng)商也在進(jìn)行著FPGA數(shù)據(jù)中心的建設(shè)和應(yīng)用。正在為更多的用戶(hù)提供具有更高計(jì)算能力的FPGA應(yīng)用。下圖展示了借助不斷增加的超大型數(shù)據(jù)中心用戶(hù)的合作，賽靈思通過(guò)每單個(gè)這樣超大型客戶(hù)，就能滿(mǎn)足愈來(lái)愈多的應(yīng)用開(kāi)發(fā)企業(yè)（Apps））、軟件及服務(wù)（SaaS）企業(yè)以及終端用戶(hù)企業(yè)的需求，F(xiàn)PGA的用戶(hù)群將因此成規(guī)?；l(fā)展。

高性能低功耗的FPGA產(chǎn)品與云計(jì)算系統(tǒng)的異構(gòu)融合，可以為人們提供出更加智慧化的功能應(yīng)用。讓用戶(hù)不再為專(zhuān)業(yè)的FPGA硬件設(shè)計(jì)而煩腦，可以輕松調(diào)用基于FPGA加速的功能應(yīng)用。也正是賽靈思召開(kāi)開(kāi)發(fā)者大會(huì)的目的。相信隨著FPGA在云計(jì)算系統(tǒng)中所占比重的提升，隨著在終端、端點(diǎn)內(nèi)利用FPGA芯片對(duì)數(shù)據(jù)應(yīng)用加速的普及，智慧化的人工智能時(shí)代，必將加速向我們走來(lái)。