【導(dǎo)讀】為了滿足人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、無(wú)人駕駛、ADAS等應(yīng)用提出的越來(lái)越高的特殊計(jì)算需求，Achronix宣布為其eFPGA IP解決方案推出Speedcore定制單元塊，這是一種可以將功耗和面積降至最低、同時(shí)將數(shù)據(jù)流通量最大化的解決方案。

今天，人工智能（AI）/機(jī)器學(xué)習(xí)、5G移動(dòng)通信、汽車先進(jìn)駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）、無(wú)人駕駛系統(tǒng)、云計(jì)算數(shù)據(jù)中心和100G/400G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用正在對(duì)大數(shù)據(jù)計(jì)算速度提出越來(lái)越高的獨(dú)特要求，通用FPGA、GPU和硬件加速模塊已經(jīng)越來(lái)越難以滿足這些新興應(yīng)用的需求。

隨著新這一波智能數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的興起，基于傳統(tǒng)的CPU架構(gòu)已經(jīng)無(wú)法滿足這些新應(yīng)用中計(jì)算需求的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，這推動(dòng)了對(duì)全新的、異構(gòu)的、帶有可編程硬件加速器的計(jì)算架構(gòu)的需求。

順應(yīng)這一市場(chǎng)需求，美國(guó)FPGA業(yè)界的老兵Achronix近日宣布為其eFPGA IP解決方案推出Speedcore定制單元塊，這些客戶可以根據(jù)各自應(yīng)用獨(dú)特需求定制的邏輯單元塊可以大幅度地提升ASIC或SoC的計(jì)算性能和面積效率，同時(shí)進(jìn)一步第降低功耗，從而可以獲得以前在FPGA獨(dú)立芯片上無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能。

Achronix Semiconductor市場(chǎng)營(yíng)銷副總裁Steve Mensor說(shuō)：“利用Speedcore定制單元塊，客戶可以獲得ASIC級(jí)的效率并同時(shí)保持FPGA的靈活性，它為整個(gè)計(jì)算行業(yè)帶來(lái)了一種可以將功耗和面積降至最低、同時(shí)將數(shù)據(jù)流通量最大化的高效實(shí)現(xiàn)方式?！?/p>

Speedcore eFPGA提供了性能最高而成本最低的硬件加速，現(xiàn)在借助Speedcore 定制單元模塊，過(guò)去在獨(dú)立FPGA運(yùn)算結(jié)構(gòu)中運(yùn)行緩慢且消耗大量資源的功能，都可以面向最高性能和最小片芯面積這些目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化。

從以下案例可以了解詳情：

1、通過(guò)為矩陣乘法運(yùn)算優(yōu)化數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）和存儲(chǔ)單元塊，基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）的YOLO目標(biāo)識(shí)別算法的芯片面積被縮減了超過(guò)40%。

2、如果用Speedcore custom blocks定制單元塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，需要并行比較器陣列的大型字符串搜索功能的片芯面積可以縮減超過(guò)90%。

3、桶形移位器（Barrel shifter）和二進(jìn)制位處理結(jié)構(gòu)也可以在Speedcore custom blocks定制單元塊中完全實(shí)現(xiàn)，從而在同樣的面積中實(shí)現(xiàn)更大的、更精妙的應(yīng)用，提升了可獲得的頻率。

4、一個(gè)運(yùn)行在800MHz的400Gbps包處理數(shù)據(jù)通道的核心功能也可以用Speedcore custom blocks定制單元塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，其可編程邏輯管理分析和控制功能。今天的FPGA獨(dú)立芯片不能為包處理應(yīng)用提供這么高的數(shù)據(jù)吞吐量。

“業(yè)界領(lǐng)袖對(duì)Speedcore custom blocks定制單元塊及其可發(fā)揮的潛力倍感興奮，”Achronix Semiconductor市場(chǎng)營(yíng)銷副總裁Steve Mensor表示，“目前與我們合作的公司都在打造下一代異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)和高帶寬通信系統(tǒng)，他們正在構(gòu)建高性能的硬件加速器，可以隨著其計(jì)算算法的演進(jìn)而不斷調(diào)整?，F(xiàn)在，Achronix eFPGA IP產(chǎn)品在添加了Speedcore custom blocks定制單元塊以后，就使其在擁有可編程性的同時(shí)還能夠擁有ASIC級(jí)的性能以及高片芯面積效率。”

Speedcore 定制單元塊的定義過(guò)程

Speedcore 定制單元塊由Achronix與其客戶共同定義，這需要一個(gè)詳細(xì)的加速工作負(fù)載架構(gòu)分析，作為性能和/或面積瓶頸的重復(fù)性功能被評(píng)估為潛在目標(biāo)，有可能被硬化而進(jìn)入Speedcore 定制單元塊。隨后，Achronix將為客戶提供一個(gè)用于基準(zhǔn)測(cè)試和評(píng)估的新版ACE設(shè)計(jì)工具，它包含了帶有定制單元塊的、新的Speedcore eFPGA。根據(jù)需求，該過(guò)程可以被多次迭代，為客戶的系統(tǒng)創(chuàng)建優(yōu)化的解決方案。

ACE設(shè)計(jì)工具提供的支持

Achronix的ACE設(shè)計(jì)工具全面支持Speedcore 定制單元塊，可以與存儲(chǔ)器和DSP單元塊相同的方式，提供從設(shè)計(jì)捕獲到比特流生產(chǎn)和系統(tǒng)調(diào)試等功能。Achronix為每個(gè)Speedcore 定制單元塊創(chuàng)建了一種獨(dú)有圖形化用戶接口（GUI），它可以管理所有的配置規(guī)則。

ACE擁有Speedcore 定制單元塊所有配置的完整的時(shí)序細(xì)節(jié)，支持ACE去完成各種設(shè)計(jì)基于時(shí)序的布局和布線?？蛻艨梢杂脧?qiáng)大的版圖規(guī)劃器來(lái)優(yōu)化設(shè)計(jì)，并為所有的單元實(shí)例去制定局域或者定點(diǎn)的任務(wù)安排。ACE還包括一個(gè)關(guān)鍵路徑分析工具，它可以支持客戶去分析時(shí)序。客戶還可以使用ACE強(qiáng)大的Snapshot嵌入式邏輯分析儀，去創(chuàng)建復(fù)雜的觸發(fā)器并展示Speedcore內(nèi)的實(shí)時(shí)信號(hào)。

Speedcore嵌入式FPGA（eFPGA）IP產(chǎn)品可以被嵌入到一款A(yù)SIC或者SoC之中，客戶通過(guò)細(xì)化其所需的邏輯功能、RAM存儲(chǔ)器和DSP資源，然后Achronix將配置Speedcore IP以滿足其個(gè)性化的需求。Speedcore查找表（LUT）、RAM單元、DSP64單元和定制單元塊能夠以靈活的縱列方式組合在一起，為客戶的應(yīng)用創(chuàng)建最優(yōu)化的可編程功能。

Achronix是一家私有的、采用無(wú)晶圓廠模式的半導(dǎo)體公司，總部位于美國(guó)加利福尼亞州圣克拉拉市。公司開(kāi)發(fā)了自己的FPGA技術(shù)，該技術(shù)是Speedster22i FPGA及Speedcore eFPGA產(chǎn)品的基礎(chǔ)。Achronix的所有FPGA產(chǎn)品均由其ACE設(shè)計(jì)工具提供支持，該工具還集成了對(duì)Synopsys（納斯達(dá)克股票市場(chǎng)代碼：SNPS）Synplify Pro工具的支持。公司在美國(guó)、歐洲和中國(guó)都設(shè)有銷售辦公室和代表處，在印度班加羅爾設(shè)有一間研發(fā)和設(shè)計(jì)辦公室。