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。”
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。”
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。”陳利光強調說。
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。
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原文標題:FPGA將在云端數據中心業務發揮突出的作用
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