От облака до края AI продвигает разработку приложений FPGA
В последние годы одной из самых интересных тенденций в ПЛИС является непрерывное расширение прикладных областей. Коммуникация, промышленный контроль и т. Д. Являются традиционными прикладными рынками ПЛИС. Однако в последние годы с развитием облачных вычислений, большими данными, искусственным интеллектом и Интернетом вещей, FPGA Начните расширяться в новые области.
Чжан Вэй (Zhang Wei), ассоциированный исследователь группы гетерогенных вычислений в Microsoft Research Asia, отметил: «Рост искусственного интеллекта в эти годы основан на крупномасштабных многоуровневых сетевых моделях глубоких нейронных сетевых алгоритмов, обычно представляемых циклическими нейронными сетями и сверточными нейронными сетями. Такой вывод модели обычно требует миллиардов или даже миллиардов операций, в то время как система онлайн-обслуживания имеет время отклика порядка миллисекунд. Это означает триллионы раз в секунду (TFLOPS) или даже миллионы. Это приводит к тому, что высокопроизводительное вычислительное оборудование центра обработки данных должно иметь следующие преимущества: низкая латентность, низкие накладные расходы и масштабирование. В центре обработки данных FPGA По сравнению с основным преимуществом графического процессора является низкая латентность, с использованием FPGA для ускорения требуется только микроразрядная PCIe-задержка (текущая FPGA от Microsoft используется в качестве платы ускорителя PCIe), для задач с интенсивной связью, FPGA по сравнению с CPU, GPU Преимущество еще больше ». Сегодня Microsoft развернула ПЛИС на сотнях тысяч облачных серверов. В настоящее время Microsoft также использует ПЛИС в центрах обработки данных. Крупнейшая интернет-компания.
Чэнь Ингрен (Chen Yingren), старший менеджер по развитию бизнеса компании Lattice Semiconductor Asia Pacific, сказал: «Драйверы все больше расширяются благодаря задержкам, конфиденциальности и ограничениям пропускной способности. Среди системных устройств IoT необходимо удовлетворить гибкие рассуждения с ультранизким энергопотреблением ». Данные Semicon Research Market Research показывают, что количество периферийных устройств сети, использующих искусственный интеллект, будет взрываться со сложным ежегодным темпом роста 110%.
Хуан Цзюнь, вице-президент Gaoyun Semiconductor Market, разделил развивающийся рынок на три части: во-первых, в интеллектуальном оконечном оборудовании, представленном потребительской электроникой, интерфейс становится все более и более распространенным, и в то же время он должен поддерживать небольшой размер и низкое энергопотребление, что требует Базовые устройства могут более гибко поддерживать преобразование интерфейса и логику клеев, делая FPGA с низкой плотностью более полезными. Во-вторых, все больше и больше операций AI начинают выполняться в области краевых вычислений, таких как сбор аудио и видео и предварительная обработка. Им необходимо поддерживать простые или средние алгоритмы и IP-параметры, что, в свою очередь, дает возможности для ПЛИС с низкой и средней плотностью. Наконец, облако должно поддерживать высокоскоростные SerDes, а высокоскоростные FPGA становятся необходимостью.
Обобщенный, искусственный интеллект, большие данные, облачные вычисления, ADAS, Интернет вещей, робототехника, Wearables, коммуникационное оборудование 5G, сетевое переключение, промышленный контроль, финансовое оборудование, мониторинг безопасности, видеопривод, медицинские инструменты, автомобильная электроника, домашняя Электроэнергетика, информационная безопасность и т. Д. Станут важными рынками приложений для ПЛИС в будущем. В 2017 году глобальный рынок шкалы FPGA составляет около 5 миллиардов долларов США. В отчете, опубликованном Goldman Sachs, прогнозируется, что рынок FPGA достигнет 10 миллиардов долларов США в ближайшие 5 лет, до 2025 года. Год вырастет до 12 миллиардов долларов США.
От технологии к бренду отечественные FPGA догоняют огромное пространство
FPGA всегда были очень монополистической отраслью. Xilinx, Intel (Altera), Microsemi и Lattice монополизировали большинство мировых рынков. Несмотря на появление теоретически развивающихся рынков, новые участники Принесите больше возможностей для развития, но проблемы в реальном процессе работы по-прежнему очень велики.
«Ожидается, что некоторые развивающиеся рынки не будут доступны, особенно для высокопроизводительных ПЛИС с высокой плотностью. Не только сложность аппаратного проектирования, китайские компании отстают в ресурсах жесткого IP-ресурса, то есть не хватает ресурсов IP-IP, а производительность программного обеспечения Разрыв между иностранными производителями также очень велик », - отметил Хуан Цзюнь.
Ван Хайли (Wang Haili), генеральный директор Jingwei Qili, также считает, что с точки зрения самого продукта еще предстоит пройти долгий путь, прежде чем китайские компании захотят развиваться. «Пять лет меньше, и тем больше может занять от 8 до 10 лет. - сказал Ван Хайли.
В дополнение к техническому разрыву, разрыв в узнаваемости бренда также очень очевиден ». Случай с Чжунсином только придал отечественным компаниям некоторый прикосновение в большой среде, заставив их осознать важность управления цепочками поставок и контроля, но он реализован в конкретных продуктах. В то время у отечественных поставщиков все еще много трудностей. Признание бренда клиентами для отечественных предприятий невелико, и их беспокоит вопрос о том, могут ли они продолжать поставлять. Даже для изучения инструментов разработки продукта существует процесс. FPGA, я чувствую, что давление все еще очень велико », - сказал Хуан Цзюнь.
От дифференцированной конкуренции до автономно контролируемой эпохи FPGA 3.0 требуются долгосрочные усилия
Итак, как мы можем добиться прорыва во внутренних ПЛИС? Хуан Цзюнь считает, что дифференциация является обязательной для китайских компаний FPGA. «Отечественные производители должны начать с небольшой точки, основываясь на характеристиках самого чипа и трудностях входа в отрасль, из ПЛИС с низкой плотностью. Продукты стали прорываться и постепенно развиваться в ПЛИС средней и высокой плотности. Короче говоря, мы не можем просто копировать зарубежные продукты, но мы должны внимательно изучать сегменты рынка, каковы особые потребности новых продуктов, а затем оптимизировать локальные характеристики наших продуктов для удовлетворения потребностей пользователей. Например, видеозахват многих смарт-устройств теперь требует высокоскоростного интерфейса. Мы будем делать высокоскоростной MIPI на чипе, который быстрее, чем другие продукты с одинаковой плотностью. В то же время мы будем делать более похожие эталонные проекты. Применение более удобное. Это примеры дифференциации », - сказал Хуан Цзюнь.
Вай Хайли также отметил: «Более 50% запатентованных технологий иностранных компаний - это патенты, которые защищают основную архитектуру. Китайским компаниям также следует обратить внимание на процесс разработки, пользователи просты в использовании, дружелюбны и поддерживают прикладной программный IP-адрес. Эффективность библиотеки и зрелые инструменты EDA являются важной частью посадки продукта.
Является ли это дифференцированной рыночной стратегией или созданием промышленной экосистемы, это является обязательным курсом в развитии ПЛИС в Китае. Только создание независимой контролируемой и независимой инновационной системы продуктов FPGA впервые воплощено в независимых исследованиях и разработке программируемой логики. Возможность базовой архитектуры устройства во-вторых отражается в способности самостоятельно разрабатывать программные инструменты для FPGA-устройств. Китайская ПЛИС является поистине плацдармом. Это ключ к разработке ПЛИС в Китае.
Согласно Wang Haili, отрасль FPGA в Китае можно условно разделить на четыре этапа: с 1990-х по 2005 год ее можно рассматривать как эпоху ППГ до 1,0 года. В то время китайская индустрия ПЛИС только начинала, только наоборот. Дизайнерские, разработчики чипов / разработчики программного обеспечения только сотня человек, не имеют собственной структуры, отсталой технологии, нет программных инструментов и талантов разработки приложений, могут только постепенно исследовать прогресс. После накопления с нуля, с 2006 по 2016 год Китайская FPGA-индустрия вошла в эпоху 1.0. Китайская FPGA имеет сотни групп разработчиков чипов / разработчиков программного обеспечения, имеет собственный прототип, использует общие технологии, имеет базовые программные средства и базовое прикладное программное обеспечение IP, обладает способностью проводить позитивные Для разработки, стал культивировать прикладной талант отечественной ПЛИС.
Сейчас это в эпоху развития FPGA в Китае 2.0, которая будет с 2017 по 2025 год. Это хороший период развития. В китайской отрасли ПЛИС уже есть тысячи разработчиков чипов / разработчиков программного обеспечения. После напряженной работы возможно Формируйте полный дизайн архитектуры, обладайте способностью внедрять передовые технологии, простые в использовании программные инструменты, иметь некоторые отраслевые мягкие IP-решения и решения, формировать полный дизайн вперед и постепенно создавать экосистему приложений FPGA и формировать отечественное производство тысяч людей. Команда разработчиков приложений, разработанная FPGA.
Что касается эпохи 3.0 (2026 2035), то это будет этап развития ПЛИС в Китае от хорошего до сильного: формирование тысяч разработчиков чипов / разработчиков программного обеспечения с использованием инновационного архитектурного дизайна и самых передовых производственных процессов с ведущими программными инструментами, Полные отраслевые программные IP-решения и решения образуют относительно полную экосистему приложений FPGA, а таланты разработчиков отечественной разработки FPGA достигают десятков тысяч.
Я надеюсь, что китайская промышленность FPGA сможет как можно скорее взлететь.