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FPGA與云端需求“不謀而合” 國產先從“中低端”發力

2017-11-27 17:26:11 未知

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多方資料顯示，FPGA將在云端數據中心業務發揮突出的作用。據某數據調研報告預計，未來云端芯片的空間2020年有望達105億美元，其中FPGA將貢獻20億美元。

上海安路信息科技有限公司（以下簡稱“安路科技”）市場與應用部副總經理陳利光告訴記者：“FPGA已經在大型數據中心得到大規模應用，全球七大超級云計算數據中心包括亞馬遜AWS、微軟Azure、阿里云、騰訊云、百度云、IBM、Facebook都采用了FPGA加速服務器。人工智能的廣泛應用場景的架構多樣性，可以充分發揮FPGA的優勢和特點，開創新型FPGA在數據中心的新局面?！?/span>

陳利光強調，云端數據中心處理業務具有復雜、多樣、靈活的特點。FPGA的硬件現場可編程性和靈活性使得FPGA非常適合處理云端數據中心業務。他表示，AI包括兩個重要步驟，訓練（train）和推論（inference）。GPU目前主要運用在train階段，處理大量的數據樣本和參數，但是推斷市場對AI 芯片的需求遠遠大于訓練，在需要推斷的實時使用深度學習的神經網絡算法實現平臺里，FPGA扮演的角色將越來越重要。

云端數據中心必須用非常先進的工藝如20納米或16納米去做。紫光同創市場營銷中心總經理包朝偉介紹道：“目前中國最高端的FPGA產品就是PGT180H，這是紫光同創Titan系列高性能FPGA產品，采用40nm工藝制造、擁有近2500萬門規模、帶有6．25Gbps高速通信串行接口Serdes和1066Mbps速率高速存儲接口DDR3的高性能FPGA器件，也是國內唯一一款中大規模的FPGA器件。而Xilinx等國外FPGA巨頭的產品比我們中國高出了2代，它們的最新產品才能達到數據中心應用需求，目前國產FPGA性能指標還是達不到，不過中大規模國產FPGA在某些AI終端應用場合，例如汽車人工智能ADAS、智能安防監控等方面，是基本夠用的，且性價比高，有一定優勢，但小規模國產FPGA仍然也達不到AI終端應用需求。所以，國產FPGA在云端和終端的市場之路，還比較漫長、艱難、需要繼續努力。”

FPGA在云端數據中心爆發點在哪里？包朝偉表示，目前Xilinx和Altera已經在數據中心加速卡實現了第一步。他更看好Xilinx在這個領域的布局，認為Xilinx也正在做更高工藝的產品（16nm），預計量產時間在2018年年底以后，籍此以實現在數據中心更多的應用。

而國內FPGA在數據中心的進度要看紫光同創、安路和高云等的進度。包朝偉說：“數據中心事關國家安全，且也有貿易禁運的隱憂，中興禁運事件就是一個鮮活的案例。只要國產廠家做出來，性能質量滿足要求，估計是有很大市場機會的。我相信包括紫光同創在內的所有國產FPGA廠商都特別期待能夠與中國知名系統設備廠商聯合起來，形成良好的供需商務合作關系，實現共贏?！?/span>

從AI 芯片發展路線和規律上來看，未來AI 芯片要解決幾個問題，最關鍵的是靈活度，要能實現并行的高速運算，二是要容易開發；三是能耗比要好。這三點一定是未來AI 芯片的發展方向，也是FPGA廠商都需努力突破的要點。

從市場競爭格局來看，目前FPGA市場高度集中化，Xilinx和Altera兩家幾乎囊括了近90％的市場份額，合計專利達到6000多項，剩余份額被Lattice和Microsemi占據，共計超過3000項專利，技術專利和開發難度使得FPGA行業形成了較高的壁壘，這對后進者造成非常大的壓力。

廣東高云半導體科技股份有限公司工程副總裁王添平坦言，在FPGA的傳統市場，一直被經營了30多年的FPGA的美國四大家壟斷著，國產FPGA廠商雖然舉步維艱但近幾年在產品布局、發展策略方面發力已經初見成效。

“高云2014年1月成立至今，通過差異化設計，在市場上已經推出了2個家族4個系共11款芯片，有50多個封裝形式，與國際廠商直接爭奪市場，是國產FPGA廠商中可售產品種類最多、產品布局最全面的。特別是片上嵌入Flash的低密度GW1N家族2個系列8款芯片，目前市場上只有Lattice和Altera有類似產品，深受客戶寵愛。而我們的AI產品已經在客戶手中批量出貨了。同樣隨著高云低、中、高密度FPGA產品布局的不斷完善，我們智能識別、智能制造等方面的產品將很快從研發進入量產階段。”王添平說。

陳利光同樣表示，FPGA市場格局仍然將高度集中化，未來一段時間，FPGA市場將繼續由Xilinx和Intel（Altera）公司主導。在中國，很難再有新的FPGA公司出現，如果有新的初創公司，也將很難發展，這是由FPGA的高技術門檻和人才卡位決定的。

“在中國國內，安路科技具有人才、技術、資金和市場的大幅度領先優勢。安路科技擁有國內FPGA行業最強的技術、市場和管理團隊，自主開發的軟件、硬件和測試技術。公司產品和技術方面都已經獲得市場認可，同時在資本方面，安路也得到了眾多國內領先的基金和企業的鼎力支持。安路科技目前正在研發面向數據中心、智能終端等廣泛應用領域的高端FPGA產品系列，力爭成為全球領先的FPGA公司?！标惱鈴娬{說。

綜上所述，人工智能應用需求的出現給FPGA帶來了歷史性的發展機遇，FPGA強大的并行計算能力、高能耗比、靈活的編程等優勢，決定其將在人工智能應用中發揮重要作用，從市場競爭格局來看，Xilinx和Intel（Altera）將在高端云服務器占據長時間的主導地位，而國內廠商的主導市場仍在應用終端（汽車ADAS、工業、通信、醫療、AR／VR）以及中低端的后臺服務器市場，而國產廠商要想走入云端，還必須突破在FPGA高端技術人才、先進工藝制程等方面瓶頸，并聯合國內（BAT）高端云服務器設備廠商共同努力，建立起自己的生態。長遠來看，走向自主定制是必然趨勢，但“革命尚未成功，同志仍需努力”，期待國產FPGA廠商在未來的發展有更出色表現。