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戴尔易安信为什么关注FPGA

来源: 作者:admin 人气: 发布时间:2019-07-02
摘要:戴尔易安信为什么关注FPGA-科技频道-和讯网

  2018年12月19日,英特尔FPGA中国创新中心落地重庆西永微电子产业园。戴尔安信作为英特尔FPGA创新中心服务器产品的独家赞助商,为创新中心提供了搭载FPGA的第14代PowerEdge系列服务器。戴尔安信为什么支持英特尔FPGA中国创新中心?FPGA为什么值得关注?我们提供一些背景信息,供您解读。

图1:英特尔FPGA中国创新中心盛大揭幕

图1:英特尔FPGA中国创新中心盛大揭幕

  FPGA技术优势:高性能、低功耗、灵活性强

  随着深度学习和神经网络等技术的发展,FPGA加速技术在人工智能、5G、自动驾驶和数据中心等领域的应用越来越广泛。FPGA支持差异化定制,是一种极具竞争力的大数据、深度学习、无线通信加速器;FPGA支持底层硬件架构重新调整和软件自定义,因此可融合最新的行业创新技术;FPGA具有高效可重复编程特性,可实现定制性能、定制功耗、高吞吐量和低批量延迟,满足用户各种的规格要求。

图2:戴尔易安信全球资深副总裁、大中华区企业解决方案总经理 曹志平

图2:戴尔易安信全球资深副总裁、大中华区企业解决方案总经理 曹志平

出席2018 FPGA国际创新峰会并做主题演讲

  FPGA具有以下技术优势:

  (1)高性能、低功耗

  FPGA是一种高性能、低功耗的可编程芯片。可以根据客户定制,做针对性的算法设计,在处理海量数据的时候,FPGA相比于CPU和GPU,优势在于:FPGA计算效率更高,其高并行性的特性往往可以使业务性能得到量级的提升。

  它是软硬件合一的器件,不采用指令和软件。FPGA编程使用硬件描述语言,硬件描述语言描述的逻辑可以直接被编译为晶体管电路的组合。所以,FPGA实际上直接用晶体管电路实现用户算法,没有通过指令系统的翻译。

  (2)灵活性强

  FPGA是现场可编程逻辑门阵列,是一堆逻辑门电路的组合,可以编程还可以重复编程。

  FPGA是动态可重配的,在数据中心部署之后,可以根据业务形态来配置不同的逻辑,实现不同的硬件加速功能。举例来讲,当前服务器上的FPGA板卡部署的是图片压缩逻辑,服务于社交即时通讯;而此时广告实时预估需要扩容获得更多的FPGA计算资源,通过简单的FPGA重配流程,FPGA板卡即可以变身成“新”硬件来服务广告实时预估,非常适合批量部署。

  未来,FPGA将会成为越来越重要的芯片,CPU与FPGA深度融合的异构计算已成为产业发展的必然选择。

图3:戴尔易安信FPGA解决方案展台

图3:戴尔易安信FPGA解决方案展台

  CPU+FPGA的异构多核计算创新涉及软硬件等深层次融合创新,为赶超者提供了新的跑道。同时,CPU+FPGA的异构计算作为新的重要技术趋势,在加速了计算架构融合的同时,也给下游整机系统及软件开发带来了重要的机遇。

  在大数据时代,机器学习和深度学习是人工智能的主要推动力。最近几年大数据和计算力的快速增长使得深度学习技术有了质的飞跃,从而在计算机视觉、语音识别、自然语言处理等领域出现了重大突破。

  然而,深度学习需要大量的并行计算,对硬件平台有极高的要求,传统的计算机是无法满足的。FPGA具有很高的性能功耗比,而且基于门级电路设计使得FPGA是一个超低延时和确定延时的方案,FPGA的可编程性及动态可重构可以适应深度学习未来算法的变化,IO可编程性可以满足更多业务需求(网络加速,边缘计算),因此基于FPGA的深度学习方案成为未来技术发展方向。

  FPGA作为未来强大的计算加速器,不但影响主要企业的决策和市场趋势,而且加速企业中的工作负载,促进超大规模数据中心的内部搜索,提高HPC高性能计算模拟的地位。

  FPGA行业现状:未来五年增长近1倍

  以物联网、智能制造、大数据、云计算及人工智能的技术为代表的新一轮革命方兴未艾。在此背景下,中国政府提出了“智能制造”和"十三五"科技创新”的发展战略,大力推动产业转型升级和结构化调整。面对技术更新迅速、迭代频繁的研发应用环境,FPGA(现场可编程门阵列)正成为越来越重要的芯片,并得到越来越广泛的应用,在泛人工智能、5G、无人驾驶、智能终端和数据中心等领域发挥重要作用。

  近年来全球FPGA市场规模基本在50-60亿美元左右。根据研调机构Global Market Insights的最新报告显示,FPGA市场在2015~2022年间将出现8.4%的年复合增长率,到2022年规模可望超过99.8亿美元。

  FPGA主要的应用领域介绍如下:

  (1)泛人工智能

  当前的前沿研究方向包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等,自AI诞生以来,理论和技术日益成熟,应用领域也不断扩大,但人工智能目前仍处于早期阶段,预计未来的主战场是在推理环节。专注于推理环节的FPGA必将在AI领域发挥巨大价值。FPGA内部拥有大量计算单元,进行神经网络运算的速度远大于CPU;FPGA同时具有架构可优化的灵活性,当平均性能接近一块GPU时,功耗远小于后者,可大大降低最终用户的散热负担。应用方面,由于FPGA可编程的特性,使得它能够灵活地针对应用所用的算法修改电路,为软件与终端应用公司提供与其竞争对手不同的解决方案。

  (2)5G通信

  异构无线网络是未来无线网络的主要发展方向,是多样化技术的融合。其灵活性、多协议兼容性和智能化,以及对成本和功耗的要求,需要一个可编程的芯片平台去支持,通过随时修改芯片上局部功能,实现5G网络所需的灵活性。传统的ASSP和ASIC不可编程,成本昂贵,无法满足这些方面的需求。FPGA可编程,性价比高,使之与5G无线网络的灵活性、性价比和智能化的需求良好契合,新一代FPGA技术将在5G市场大放异彩。

  (3)自动驾驶

  自动驾驶对计算能力的要求非常高。相对于手机等移动终端的计算需求,自动驾驶大概要超过两个数量级,数据生成速度方面超过四个数量级。实时性方面,自动驾驶有非常明确的最低延迟要求。在功耗方面,它需要有很低的能耗,从而提升车辆使用性能。FPGA同时拥有流水线并行和数据并行,而GPU几乎只有数据并行。因此对流式计算的任务,FPGA比GPU天生有延迟方面的优势。在功耗方面,FPGA比GPU的功耗低,同时FPGA需要的空间小更加适合在自动驾驶的车辆上使用。

  (4)数据中心

责任编辑:admin