من السحابة إلى الحافة تدعم منظمة العفو الدولية تطوير التطبيقات FPGA
في السنوات الأخيرة واحدة من الاتجاهات الأكثر إثارة للاهتمام هو الاستمرار في التطبيقات FPGA لتوسيع الاتصالات، والتطبيقات الصناعية وغيرها من الأسواق FPGA التقليدي، ولكن في السنوات الأخيرة مع تطور الحوسبة السحابية والبيانات الكبيرة، والذكاء الاصطناعي، والشبكات وغيرها، FPGA البدء في التوسع في مجالات جديدة.
وقال متجانسة مجموعة الحوسبة مايكروسوفت للبحوث آسيا البحوث الزميلة تشانغ تشن: "على مدى السنوات صعود الذكاء الاصطناعي، والاعتماد على متعدد الطبقات العميقة العصبي نموذج شبكة خوارزمية شبكة واسعة النطاق، تمثله الشبكات العصبية المتكررة والعصبي الالتواء شبكة ممثلة. مثل هذا الاستدلال نموذج (الاستدلال) عادة ما تحتاج مليارات أو حتى عشرات المليارات من العمليات، وزمن الاستجابة من نظام الخدمة عبر الإنترنت في ميلي ثانية. هذا يعني تريليونات من مرة في الثانية الواحدة (TFLOPS) أو حتى الملايين . بليون مرة أداء الحوسبة، في حين أن جهاز الحجم واستهلاك الطاقة وكذلك بعض القيود مما يجعلنا نتطلع إلى الأجهزة الحوسبة عالية الأداء، ويجب أن يكون مركز البيانات المزايا التالية: منخفض الكمون، وانخفاض النفقات العامة وعلى نطاق وفي مركز البيانات، FPGA مقارنة القوة GPU الأساسية تكمن في منخفض الكمون، وذلك باستخدام FPGA لتسريع ذلك، ميكروثانية عادلة الكمون بكيي (مايكروسوفت الآن باعتباره بكيي FPGA بطاقة مسرع)، والمهام والاتصالات المكثفة، FPGA مقارنة مع وحدة المعالجة المركزية، وGPU ميزة هي أكبر. "اليوم، مايكروسوفت قد نشر مئات الآلاف من FPGA على خادم سحابة مايكروسوفت حاليا في تطبيقات مراكز البيانات FPGA أكبر شركة إنترنت.
وقال بسرعة الحوسبة حافة الشبكة الجديدة للتطبيقات في تزايد أيضا الطلب على مدير FPGA كبار تطوير الأعمال شعرية أشباه الموصلات آسيا والمحيط الهادئ تشن Yingren: 'الموضوع إلى تأخير والخصوصية وعرض النطاق الترددي القيود المفروضة على محرك الأقراص، ويجري نشر FPGA على نحو متزايد في من بين أمور المعدات النظام، فائقة انخفاض استهلاك الطاقة ومرنة لتلبية الاحتياجات الملحة للتفكير. وتظهر بيانات "البحث Semico شركة أبحاث السوق أن استخدام الذكاء الاصطناعي في عدد من الأجهزة حافة الشبكة سيكون 110٪ معدل النمو السنوي المركب من النمو الهائل.
قاو يون، نائب الرئيس للأسواق الناشئة وينقسم هوانغ يونيو سوق أشباه الموصلات إلى ثلاثة أجزاء: أولا، المعدات الطرفية الذكية والالكترونيات الاستهلاكية كممثل، أصبحت واجهة متنوعة على نحو متزايد، ولكن تحتاج أيضا للحفاظ على حجم صغير وانخفاض استهلاك الطاقة، الأمر الذي يتطلب يمكن أن يكون جهاز الدعم الأساسي أكثر مرونة والمنطق الغراء تحويل واجهة، بحيث منخفض الكثافة FPGA لديها أكثر عديمة الفائدة، وثانيا، فإن المزيد من حساب يبدأ تنفيذ AI الحوسبة الحافة، مثل الصوت والتقاط الفيديو والتجهيز المسبق، أنهم بحاجة إلى دعم تعقيد بسيط أو متوسط من الخوارزميات وIP، الذي أعطى FPGA منخفض الكثافة للصدفة. وأخيرا، فإن سحابة تحتاج إلى دعم SerDes عالية السرعة وعالية السرعة FPGA أصبح أساسيا.
معممة ، الذكاء الاصطناعي ، البيانات الكبيرة ، الحوسبة السحابية ، ADAS ، إنترنت الأشياء ، الروبوتات ، الأجهزة القابلة للارتداء ، معدات الاتصال 5G ، تبديل الشبكة ، التحكم الصناعي ، المعدات المالية ، مراقبة الأمن ، محرك الفيديو ، الأدوات الطبية ، إلكترونيات السيارات ، الصفحة الرئيسية الأجهزة الكهربائية، وأمن المعلومات وذلك يكون التطبيق مهم القادم من FPGA السوق. FPGA 2017 حجم السوق العالمي البالغ حوالي 5 مليارات $، في حين صدر جولدمان ساكس مؤخرا التقرير، فإن التوقعات على مدى خمس سنوات في السوق FPGA المقبل تصل إلى 10 مليارات $ بحلول عام 2025 سوف ينمو العام إلى 12 مليار دولار أمريكي.
من التكنولوجيا إلى العلامة التجارية ، أدرك FPGA مساحة كبيرة
لقد كانت FPGA دائما صناعة احتكارية بشكل كبير ، حيث احتكرت Xilinx و Intel (Altera) و Microsemi و Lattice معظم الأسواق العالمية ، وعلى الرغم من ظهور الأسواق الناشئة من الناحية النظرية ، فإن الوافدين الجدد جلب المزيد من فرص التطوير ، لكن التحديات في عملية التشغيل الفعلية لا تزال كبيرة جدًا.
"من غير المتوقع أن تكون بعض الأسواق الناشئة متاحة ، خاصة بالنسبة للـ FPGAs عالية الكثافة وعالية الأداء. ليس فقط تصميم الأجهزة صعبًا ، الشركات الصينية متخلفة في موارد IP القوية ، احتياطيات IP IP الناعمة تفتقد ، وأداء البرامج هو الفجوة بين المصنعين الأجانب هي أيضا كبيرة جدا "وأشار هوانغ جون.
يعتقد الرئيس التنفيذي لشركة مايكرو وانغ جينغ تشى القوة أيضا، من وجهة نظر القياسية للمنتج نفسه، الشركات الصينية ترغب في تطوير لا يزال هناك طريق طويل لنقطعه ". واعتبرت الفترة الخمسية صغيرة، وأكثر من ذلك قد تحتاج 8-10 سنوات. وقال وانغ هايلي.
بالإضافة إلى الفجوة التكنولوجية والفجوة بين الوعي بالعلامة التجارية هي أيضا واضحة جدا. "الأحداث انبعاث في البيئة فقط للمس بعض الشركات المحلية لجعلها تدرك أهمية إدارة سلسلة التوريد والتحكم. ومع ذلك، فإن تنفيذ منتجات محددة عندما لا تزال الموردين المحليين العديد من الصعوبات التي واجهت العملاء للشركات المحلية ليس الاعتراف بالعلامة التجارية عالية، والقلق حول ما إذا كان يمكن أن تستمر في تزويد، وحتى بالنسبة للمنتج أدوات التصميم لديها عملية التعلم. جوانب معا، وتطوير محلية FPGA ، أشعر أن الضغط لا يزال كبيرا جدا ". وقال هوانغ جون.
من المنافسة المختلفة إلى عصر FPGA 3.0 التحكم بشكل مستقل يتطلب جهودا طويلة الأجل
كيف يمكننا تحقيق من صنع FPGA اختراق ذلك؟ هوانغ يونيو يعتقد أن الفرق هو أن الشركات FPGA الصينية تتبع هذا الطريق ". وينبغي أن يستند المصنعين المحليين على خصائص الشريحة نفسها والصناعة الى صعوبة في البدء، صغيرة ومركزة، من FPGA منخفض الكثافة بدأ المنتج لكسر، تدريجيا في التنمية FPGA ذات الكثافة السكانية العالية. وباختصار، لا يمكننا ببساطة نسخ المنتجات الأجنبية، ودراسة تجزئة السوق والمنتجات الجديدة لديها أي احتياجات خاصة، ثم منتجاتنا الخصائص المحلية الأمثل لتتناسب مع احتياجات المستخدم. على سبيل المثال، فإن العديد من الأجهزة الذكية التقاط الفيديو الآن تتطلب واجهة عالية السرعة، وMIPI عالية السرعة نقوم به على رقاقة وأسرع مقارنة مع غيرها من المنتجات في نفس كثافة، ونحن سوف نفعل أكثر من نفس التصميم المرجعي، التطبيق هو أكثر ملاءمة ، هذه أمثلة على التمايز.
لإنشاء نظام بيئي صناعة مستقلة هو أيضا مهم جدا لوأشار وانغ لى الى: "تكنولوجيا الشركة الأجنبية على براءة اختراع في أكثر من 50٪ من البنية الأساسية حماية براءات الاختراع من الشركات الصينية في عملية التنمية يجب أيضا أن نولي اهتماما للمستخدم الاستخدام، ودعم التطبيقات الصديقة للIP لينة. يعد أداء المكتبة وأدوات EDA الناضجة جزءًا مهمًا من هبوط المنتج.
سواء كانت متباينة استراتيجية السوق، أو إنشاء النظام البيئي الصناعي، هي عملية التنمية FPGA الصيني المطلوبة بالطبع. وفقط إنشاء تدريجيا ضبط النفس + FPGA نظام ابتكار المنتجات، أولا وقبل كل ينعكس في البحوث والتنمية المستقلة للبرمجة المنطق تنعكس قدرة البنية الأساسية للجهاز بشكل ثانوي في القدرة على تطوير أدوات البرمجيات بشكل مستقل لأجهزة FPGA ، فالـ FPGA الصينية موطئ قدم حقًا ، وهذا هو المفتاح لتطوير FPGA في الصين.
وفقا لوانغ هايلي ، يمكن تقسيم صناعة FPGA الصينية إلى أربع مراحل: من التسعينيات إلى 2005 ، يمكن اعتبارها مرحلة ما قبل 1.0 من FPGAs الصينية ، في ذلك الوقت ، كانت صناعة FPGA الصينية بدأت للتو ، فقط في الاتجاه المعاكس. تصميم ، تصميم شرائح / مطوري البرمجيات فقط مائة شخص ، لا بنية خاصة ، التكنولوجيا المتخلفة ، لا أدوات البرمجيات ومواهب تطوير التطبيقات ، يمكن فقط استكشاف التقدم تدريجيا. بعد التراكم من الصفر ، 2006 إلى 2016 دخلت صناعة FPGA في الصين في عصر 1.0. الصين FPGA لديها مئات من فرق تطوير تصميم البرمجيات / رقاقة ، لديها النموذج الخاص بها ، يستخدم التكنولوجيا العامة ، لديها أدوات البرمجيات الأساسية والملكية الفكرية التطبيق الأساسي لينة ، لديه القدرة على إجراء إيجابية لتصميم ، بدأ لزراعة المواهب تطبيق FPGA المحلي.
الآن في عصر تطوير الصين FPGA 2.0 ، الذي سيكون من عام 2017 إلى عام 2025. هذه فترة تطوير جيدة.الصناعة الصينية FPGA لديها بالفعل الآلاف من مطوري البرمجيات / الرقائق ، وبعد العمل الشاق ، فمن الممكن تشكيل تصميم معماري كامل ، لديها القدرة على اعتماد التكنولوجيا المتقدمة ، وسهلة الاستخدام أدوات البرمجيات ، وبعض IP الصناعية والحلول الناعمة ، وتشكيل التصميم الأمامي الكامل ، وإنشاء نظام بيئي للتطبيق FPGA تدريجيا ، وتشكيل الإنتاج المحلي لآلاف من الناس. وضع فريق المواهب تطبيق FPGA.
أما بالنسبة للحقبة 3.0 (2026 2035) ، فستكون مرحلة تطوير FPGA في الصين من الجيد إلى القوي: تشكيل الآلاف من مطوري البرمجيات / الرقائق ، باستخدام تصميم معماري مبتكر وعمليات التصنيع الأكثر تقدمًا ، مع أدوات برمجية رائدة ، تشكل حلول IP المتكاملة والحلول المتكاملة نظامًا إيكولوجيًا كاملًا للتطبيق FPGA ، وتصل مواهب التطبيق للتطوير FPGA المحلي إلى عشرات الآلاف.
آمل أن تتمكن صناعة FPGA الصينية من الإقلاع في أقرب وقت ممكن.