多方資料顯示,FPGA將在云端數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)發(fā)揮突出的作用。據(jù)某數(shù)據(jù)調(diào)研報(bào)告預(yù)計(jì),未來(lái)云端芯片的空間2020年有望達(dá)105億美元,其中FPGA將貢獻(xiàn)20億美元。
上海安路信息科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱“安路科技”)市場(chǎng)與應(yīng)用部副總經(jīng)理陳利光告訴記者:“FPGA已經(jīng)在大型數(shù)據(jù)中心得到大規(guī)模應(yīng)用,全球七大超級(jí)云計(jì)算數(shù)據(jù)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(wù)器。人工智能的廣泛應(yīng)用場(chǎng)景的架構(gòu)多樣性,可以充分發(fā)揮FPGA的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn),開(kāi)創(chuàng)新型FPGA在數(shù)據(jù)中心的新局面?!?/p>
陳利光強(qiáng)調(diào),云端數(shù)據(jù)中心處理業(yè)務(wù)具有復(fù)雜、多樣、靈活的特點(diǎn)。FPGA的硬件現(xiàn)場(chǎng)可編程性和靈活性使得FPGA非常適合處理云端數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)。他表示,AI包括兩個(gè)重要步驟,訓(xùn)練(train)和推論(inference)。GPU目前主要運(yùn)用在train階段,處理大量的數(shù)據(jù)樣本和參數(shù),但是推斷市場(chǎng)對(duì)AI芯片的需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于訓(xùn)練,在需要推斷的實(shí)時(shí)使用深度學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法實(shí)現(xiàn)平臺(tái)里,F(xiàn)PGA扮演的角色將越來(lái)越重要。
云端數(shù)據(jù)中心必須用非常先進(jìn)的工藝如20納米或16納米去做。紫光同創(chuàng)市場(chǎng)營(yíng)銷中心總經(jīng)理包朝偉介紹道:“目前中國(guó)最高端的FPGA產(chǎn)品就是PGT180H,這是紫光同創(chuàng)Titan系列高性能FPGA產(chǎn)品,采用40nm工藝制造、擁有近2500萬(wàn)門規(guī)模、帶有6.25Gbps高速通信串行接口Serdes和1066Mbps速率高速存儲(chǔ)接口DDR3的高性能FPGA器件,也是國(guó)內(nèi)唯一一款中大規(guī)模的FPGA器件。而Xilinx等國(guó)外FPGA巨頭的產(chǎn)品比我們中國(guó)高出了2代,它們的最新產(chǎn)品才能達(dá)到數(shù)據(jù)中心應(yīng)用需求,目前國(guó)產(chǎn)FPGA性能指標(biāo)還是達(dá)不到,不過(guò)中大規(guī)模國(guó)產(chǎn)FPGA在某些AI終端應(yīng)用場(chǎng)合,例如汽車人工智能ADAS、智能安防監(jiān)控等方面,是基本夠用的,且性價(jià)比高,有一定優(yōu)勢(shì),但小規(guī)模國(guó)產(chǎn)FPGA仍然也達(dá)不到AI終端應(yīng)用需求。所以,國(guó)產(chǎn)FPGA在云端和終端的市場(chǎng)之路,還比較漫長(zhǎng)、艱難、需要繼續(xù)努力?!?/p>
FPGA在云端數(shù)據(jù)中心爆發(fā)點(diǎn)在哪里?包朝偉表示,目前Xilinx和Altera已經(jīng)在數(shù)據(jù)中心加速卡實(shí)現(xiàn)了第一步。他更看好Xilinx在這個(gè)領(lǐng)域的布局,認(rèn)為Xilinx也正在做更高工藝的產(chǎn)品(16nm),預(yù)計(jì)量產(chǎn)時(shí)間在2018年年底以后,籍此以實(shí)現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心更多的應(yīng)用。
而國(guó)內(nèi)FPGA在數(shù)據(jù)中心的進(jìn)度要看紫光同創(chuàng)、安路和高云等的進(jìn)度。包朝偉說(shuō):“數(shù)據(jù)中心事關(guān)國(guó)家安全,且也有貿(mào)易禁運(yùn)的隱憂,中興禁運(yùn)事件就是一個(gè)鮮活的案例。只要國(guó)產(chǎn)廠家做出來(lái),性能質(zhì)量滿足要求,估計(jì)是有很大市場(chǎng)機(jī)會(huì)的。我相信包括紫光同創(chuàng)在內(nèi)的所有國(guó)產(chǎn)FPGA廠商都特別期待能夠與中國(guó)知名系統(tǒng)設(shè)備廠商聯(lián)合起來(lái),形成良好的供需商務(wù)合作關(guān)系,實(shí)現(xiàn)共贏?!?/p>
從AI芯片發(fā)展路線和規(guī)律上來(lái)看,未來(lái)AI芯片要解決幾個(gè)問(wèn)題,最關(guān)鍵的是靈活度,要能實(shí)現(xiàn)并行的高速運(yùn)算,二是要容易開(kāi)發(fā);三是能耗比要好。這三點(diǎn)一定是未來(lái)AI芯片的發(fā)展方向,也是FPGA廠商都需努力突破的要點(diǎn)。
從市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看,目前FPGA市場(chǎng)高度集中化,Xilinx和Altera兩家?guī)缀跄依私?0%的市場(chǎng)份額,合計(jì)專利達(dá)到6000多項(xiàng),剩余份額被Lattice和Microsemi占據(jù),共計(jì)超過(guò)3000項(xiàng)專利,技術(shù)專利和開(kāi)發(fā)難度使得FPGA行業(yè)形成了較高的壁壘,這對(duì)后進(jìn)者造成非常大的壓力。
廣東高云半導(dǎo)體科技股份有限公司工程副總裁王添平坦言,在FPGA的傳統(tǒng)市場(chǎng),一直被經(jīng)營(yíng)了30多年的FPGA的美國(guó)四大家壟斷著,國(guó)產(chǎn)FPGA廠商雖然舉步維艱但近幾年在產(chǎn)品布局、發(fā)展策略方面發(fā)力已經(jīng)初見(jiàn)成效。
“高云2014年1月成立至今,通過(guò)差異化設(shè)計(jì),在市場(chǎng)上已經(jīng)推出了2個(gè)家族4個(gè)系共11款芯片,有50多個(gè)封裝形式,與國(guó)際廠商直接爭(zhēng)奪市場(chǎng),是國(guó)產(chǎn)FPGA廠商中可售產(chǎn)品種類最多、產(chǎn)品布局最全面的。特別是片上嵌入Flash的低密度GW1N家族2個(gè)系列8款芯片,目前市場(chǎng)上只有Lattice和Altera有類似產(chǎn)品,深受客戶寵愛(ài)。而我們的AI產(chǎn)品已經(jīng)在客戶手中批量出貨了。同樣隨著高云低、中、高密度FPGA產(chǎn)品布局的不斷完善,我們智能識(shí)別、智能制造等方面的產(chǎn)品將很快從研發(fā)進(jìn)入量產(chǎn)階段?!蓖跆砥秸f(shuō)。
陳利光同樣表示,F(xiàn)PGA市場(chǎng)格局仍然將高度集中化,未來(lái)一段時(shí)間,F(xiàn)PGA市場(chǎng)將繼續(xù)由Xilinx和Intel(Altera)公司主導(dǎo)。在中國(guó),很難再有新的FPGA公司出現(xiàn),如果有新的初創(chuàng)公司,也將很難發(fā)展,這是由FPGA的高技術(shù)門檻和人才卡位決定的。
“在中國(guó)國(guó)內(nèi),安路科技具有人才、技術(shù)、資金和市場(chǎng)的大幅度領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。安路科技擁有國(guó)內(nèi)FPGA行業(yè)最強(qiáng)的技術(shù)、市場(chǎng)和管理團(tuán)隊(duì),自主開(kāi)發(fā)的軟件、硬件和測(cè)試技術(shù)。公司產(chǎn)品和技術(shù)方面都已經(jīng)獲得市場(chǎng)認(rèn)可,同時(shí)在資本方面,安路也得到了眾多國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的基金和企業(yè)的鼎力支持。安路科技目前正在研發(fā)面向數(shù)據(jù)中心、智能終端等廣泛應(yīng)用領(lǐng)域的高端FPGA產(chǎn)品系列,力爭(zhēng)成為全球領(lǐng)先的FPGA公司?!标惱鈴?qiáng)調(diào)說(shuō)。
綜上所述,人工智能應(yīng)用需求的出現(xiàn)給FPGA帶來(lái)了歷史性的發(fā)展機(jī)遇,F(xiàn)PGA強(qiáng)大的并行計(jì)算能力、高能耗比、靈活的編程等優(yōu)勢(shì),決定其將在人工智能應(yīng)用中發(fā)揮重要作用,從市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看,Xilinx和Intel(Altera)將在高端云服務(wù)器占據(jù)長(zhǎng)時(shí)間的主導(dǎo)地位,而國(guó)內(nèi)廠商的主導(dǎo)市場(chǎng)仍在應(yīng)用終端(汽車ADAS、工業(yè)、通信、醫(yī)療、AR/VR)以及中低端的后臺(tái)服務(wù)器市場(chǎng),而國(guó)產(chǎn)廠商要想走入云端,還必須突破在FPGA高端技術(shù)人才、先進(jìn)工藝制程等方面瓶頸,并聯(lián)合國(guó)內(nèi)(BAT)高端云服務(wù)器設(shè)備廠商共同努力,建立起自己的生態(tài)。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,走向自主定制是必然趨勢(shì),但“革命尚未成功,同志仍需努力”,期待國(guó)產(chǎn)FPGA廠商在未來(lái)的發(fā)展有更出色表現(xiàn)。