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計算架構迎來黃金時代,水大魚大、風高浪急的新十年已開啟

墨記 ? 來源:電子發燒友網 ? 作者:張慧娟 ? 2020-01-20 17:20 ? 次閱讀

在日前與賽靈思大中華區銷售副總裁唐曉蕾的對話中,她提到,“過去十年中,不管是享受整個中國市場的發展紅利,還是保持自己的獨特創新性,賽靈思不僅沒有掉隊,反而不斷超越、保持領先。2020年是新十年的開始,我們相信這絕對是水大魚大的十年,但同時,也會是風高浪急的激蕩十年,我們已經為此做好準備?!?br />
賽靈思大中華區銷售副總裁唐曉蕾
?
這一個新十年,時代的“大”和“快”單純從數字的比較上是以前難以想象的。大數據雪崩爆發時,每一片雪花都是意義的;有些事件看似離我們很遠,但被浪花打到時依然有力;這十年看似遙不可期,但可能轉瞬即逝……

加速回報定律的必然性

“科技的發展是符合冪律分布的,其發展前期緩慢,但是之后會指數級地爆炸增長,導致存儲能力、計算能力、芯片規模、帶寬的規模暴漲?!?br /> ——雷·庫茲韋爾(Ray Kurzweil)加速回報定律(Law of Accelerating Returns)

雷·庫茲韋爾的加速回報定律用于眾多關鍵技術標準的進展上,都表現出了驚人的穩定性——不論是晶體管制造成本的降低、微處理器時鐘頻率的增加和動態RAM價格的暴跌等等,都呈現出了相同的規律:指數方式的加速發展。不論在任何情況下,戰爭也好,和平也罷,不管經濟是繁榮,還是低迷。

據其理論,技術改良以過去的成就為基礎,每十年革新的步調會加倍。

摩爾定律已經在很多場合被宣告了終結,或許可以說,業界正處于后摩爾定律時代。然而,沒有人準備因此而放慢創新的腳步。一些令人振奮的新技術正在涌現

如果說摩爾定律行之有效的時代,業內公司多少會掉以輕心,滿足于每個新制程節點帶來的收益。那么,隨著它的趨緩,業界創新又該呈現出什么樣的趨勢?

在賽靈思看來,盡管摩爾定律終結的速度會放緩,但規模仍將繼續擴大,新的趨勢將因此而更強勁發展。戈登·摩爾對晶體管密度提升的觀察,可以被看作是一個更長期的潛在技術趨勢的一個方面,庫茲韋爾所闡述的加速回報定律將被驗證。

賽靈思高級副總裁兼 CTO Ivo Bolsens認為:第一,單一的價值標準將不復存在,創新并非全部與Tera-OPS 有關。隨著需求更具實時性,每秒傳輸量和時延等其他指標也更加重要,自動駕駛汽車就是一個明顯且十分重要的實例。第二,隨著工作負載變得越來越多樣化,數據中心架構正在擺脫以 CPU 為中心的剛性結構,轉向優先考慮靈活應對變化的能力和可配置能力。第三,AI 工作負載的爆炸式增長是另一個強大的推動因素之一。當今的進步不僅體現在處理性能提升上。芯片制造商們正想方設法尋求摩爾定律進一步擴展的出路,以實現新的提升。

雷·庫茲韋爾曾說過:“就像雙向飛碟射擊——你不能看到目標再開槍?!?br />
下一秒的世界和你完成設計時的世界已經迥然不同。

海量非結構化數據在持續增長,AI 技術普適無處不在,加之對定制計算提出需求——一個激動人心的全新時期已經開啟,計算架構迎來黃金時代——自適應計算能力前所未有地被需要著。

復盤賽靈思的上一個十年

過往的發展之路,也許就是未來的羅盤。

復盤賽靈思的上一個十年,會發現這是賽靈思跳出傳統FPGA圈子,從多維度、新領域吸引創新者并共建生態圈的十年。

2011年是賽靈思的一個重要里程碑。2月,宣布收購從事高層綜合的技術公司AutoESL,滿足客戶對工具日益提高的需求;10月,發布基于堆疊硅片互聯技術的2.5D Virtex-7 2000T FPGA,這一創新被認為是重大轉折,使得FPGA可以加速替代ASIC和ASSP;12月,整個團隊搬到盤古大觀的龍頭上,順風順水地成為Xilinx北京公司和中國研發中心。

當時,據傳FPGA廠商的毛利率高達60%,FPGA銷售額增速是ASIC的4倍、ASSP的5倍。

到了2012年,賽靈思帶來了FPGA行業的重大突破——發布業界首款28nm Zynq SoC器件。作為一款完整的SoC片上系統,Zynq擁有真正的應用處理器以及高速緩存、存儲器控制器、外設以及FPGA邏輯、DSP模塊、SerDes模塊的完整子系統。這款器件對于賽靈思意義重大,使其真正成為系統的核心,而不是處理外圍功能和邏輯連接。

時間進入2015年,在當時全球半導體3352億美元的市場規模中,FPGA 這個僅有50億美元左右的規模的小市場迎來了大變動——Intel 宣布以 167 億美元的價格,收購全球第二大 FPGA 廠商 Altera。面對業界的一片嘩然,時任賽靈思CEO的Moshe Gavrielov 表示,將繼續向All Programmable(全可編程)的目標篤定前行,戰略目標是在今后5年內將用戶群數量提升5倍,讓軟件工程師和系統工程師也能夠直接編程賽靈思All Programmable 器件。在5G、云計算、工業物聯網和視頻/視覺應用 (包括汽車高級駕駛員輔助系統( ADAS)和無人駕駛汽車技術路線圖)等關鍵行業的驅動力中,扮演核心角色。

作為當時行業唯一專注于全可編程,擁有最好的代工廠、與ARM堅實的戰略合作伙伴關系、保持現場服務和工廠連續性運營的供應商——賽靈思的目標顯然并不至于此。

剛剛過去的2019年,是賽靈思正式執行三大戰略“數據中心優先、加速核心市場發展、驅動自適應計算”的第一年。這一年,賽靈思表現強勁,年收入首次突破30 億美元大關;《財富》雜志 2019 年“未來 50 強”榜單中,賽靈思名列所有半導企業之首,這不僅是對賽靈思持續引領自適應和智能計算發展戰略方向的肯定,也是賽靈思從器件公司轉型至平臺公司取得重大進展的有力證明。

這一年,賽靈思的數據中心業務發展強勁,在2019年9月結束的一個季度,業務同比增長24%,季度增長92%。實際上,賽靈思在數據中心的量產部署還處于非常早期的階段,這種增長僅僅反映了自適應計算優勢的開啟。

今天的賽靈思已不可同日而語?;仡欃愳`思早期的業務,主要是針對尋求更快設計周期和更低工程成本的 ASIC 設計人員,以及 EDA 軟件用戶。如今,賽靈思正在通過硬件層面的自適應性,真正解決低延時、高帶寬等挑戰。用戶群正在向計算機科學家和數據科學家群體擴大,這使得賽靈思越來越重視如何提供功能強大的工具,使用戶在無需了解底層架構細節的情況下,可以充分發揮并受益于賽靈思強大的可編程器件及平臺的優勢。

激蕩新十年——賽靈思的理智與瘋狂

新十年開啟時,賽靈思于2020年1月15日在北京辦公室舉行了隆重的喬遷慶典。這是賽靈思自2018年7月宣布收購深鑒科技之后,原深鑒團隊與原賽靈思北京團隊正式合并在一起辦公,成為其全球 AI 技術發展的核心區域。

北京新址以超過200人的規模成為賽靈思中國最大的辦公室,較之十年前僅11名員工的賽靈思北京,在人員規模上實現了近20倍的擴張,囊括了全球軟硬件及人工智能研發、本地銷售、技術支持、產品與市場發展、市場營銷與傳播等重要業務團隊。

唐曉蕾強調了賽靈思對中國市場的重視,不僅因為中國市場帶來的巨大機遇,更因為整個中國市場追求創新突破的動力全世界領先。此外,從每年畢業的大學生人數以及質量來看,在全世界都有優勢,中國市場擁有獨特的專業技術人員紅利。再加上大數據的爆發、AI的發展、5G等推動的基礎設施建設,未來十年的中國市場,賽靈思會是重要的參與者,中國市場將是賽靈思的重心。

根據MRFR統計,2018年全球FPGA市場規模為60億美元左右,而隨著AI、5G等應用逐步展開,市場規模有望在2025年達到125億美元,年復合增長率為10.22%。其中在亞太地區,尤其是在中國,由于新興基礎建設應用的鋪開,FPGA的復合增長率有望高于其他地區,成為重要的增量市場。

那么,在中國這片創新的熱土,如何充分發揮賽靈思技術的靈活性、敏捷性和效率優勢保持領先,同時賦能生態伙伴?

唐曉蕾表示,賽靈思希望提供創新的基石,吸引更多的創新者,這使得他們越來越重視開放社區的力量,而這是所有創新的動力源泉。

ACAP是賽靈思在2018年推出的新一代計算平臺,唐曉蕾強調,它已經不是傳統的FPGA產品了,而是整合了硬件可編程邏輯單元、軟件可編程處理器、以及軟件可編程加速引擎的平臺產品,是賽靈思“發明FPGA以來最卓越的工程成就”,未來,賽靈思希望在穩健的FPGA基礎之上,去驅動ACAP自適應平臺的發展。

“我們已經把門打開”——唐曉蕾認為開放性是今天的合作中最為關鍵的一點。這主要體現在兩方面,一是逐漸降低應用門檻,Vitis正在吸引新的開發者群體;二是對于開源的徹底擁抱:賽靈思完全將集成的開發環境免費提供給用戶,讓他們將Vitis無縫集成在自己的開發環境中。這與過去用戶自己設計開發環境,背后調用賽靈思的編譯器和調試工具有很大的不同,更有利于軟件開發人員在自適應的開發平臺上釋放創新力。

“我們不只是要做百年老店,我們要一直在成長期、青春期活躍。在傳統的FPGA領域,我們已經走到了成長期,不管是從產品的穩定性、客戶的接受度,我們都已經是厚積薄發的狀態,能夠從容面對這個領域里的挑戰;但就在這個時候,我們選擇了轉型,在這個過程中,我們仍然處在青春期:這是一種面對全新挑戰時,自身充滿活力的狀態,相信我們也會很順利平滑過渡到成長期,不會有不適應期,因為我們是‘自適應’的?!碧茣岳傩φ勝愳`思的新目標。

下一步,除了向客戶提供7nm Versal ACAP,賽靈思還將繼續強化其16nm Ultrascale+ FPGA 系列。賽靈思將持續向平臺公司轉型,向更多開發者推廣自適應計算,推出更多類型的加速器卡,讓客戶更容易開始使用自適應器件,甚至將Vitis 統一軟件平臺的強大功能賦予過去只能使用 CPU 和 GPU 的眾多軟件開發商。這在過去看來,幾乎是完全超越想象的事情。

為了繼續壯大其數據中心市場,賽靈思去年推出了多款新型 PCIe 加速卡。Alveo U50在吞吐量、時延和功率效率改善方面帶了 10 至20 倍的提升。面向核心垂直市場上,如自動駕駛,賽靈思正在與眾多系統一級供應商合作;5G方面,也正與領先的供應商合作,在許多國家率先實現5G 技術的真正落地。

某種程度看,賽靈思通過自己一手打造的ACAP已經進入了全新的競爭領域,在這個領域,有沒有新的競爭者,抑或有什么新的競爭方式會出現?在這場超長的馬拉松中,賽靈思也許會是一個孤獨的跑步者,經歷白天、黑夜,日復一日地保持節奏、穩步向前?!拔覀儓孕抛约嚎梢耘?,沒問題!我們有合作伙伴在召喚、有開放社區在召喚、有使命在召喚,我們不會迷失!”唐曉蕾堅定地說。

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發表于 01-10 09:28 ? 139次 閱讀
深維科技榮獲北航全球創新創業大賽二等獎

Multibool的兩種實現方法詳細資料介紹

介紹了Multibool的兩種實現方法。通過Xilinx Spartan-6 FPGA的Multib....
發表于 01-10 08:00 ? 114次 閱讀
Multibool的兩種實現方法詳細資料介紹

LVDS技術的應用優勢及基于FPGA實現遠端顯示系統的設計

LVDS接口又稱RS-644總線接口,是20世紀90年代出現的一種數據傳輸和接口技術。LVDS是一種....
的頭像 牽手一起夢 發表于 01-08 16:40 ? 1037次 閱讀
LVDS技術的應用優勢及基于FPGA實現遠端顯示系統的設計

幀同步系統的工作原理及如何基于FPGA實現其設計

實現幀同步的關鍵是把同步碼從一幀幀數據流中提取出來。本設計的一幀信碼由39位碼元組成。其中的巴克碼為....
的頭像 牽手一起夢 發表于 01-08 16:30 ? 2502次 閱讀
幀同步系統的工作原理及如何基于FPGA實現其設計

Spartan-6 FPGA芯片的時鐘管理模塊的介紹與使用說明

同步時序電路設計中最關鍵的是時鐘設計, 隨著電路規模與速度的提高, 對時鐘的周期、占空比、延時和抖動....
發表于 01-08 15:54 ? 138次 閱讀
Spartan-6 FPGA芯片的時鐘管理模塊的介紹與使用說明

英特爾新發布Stratix 10,為可編程四核A53

FPGA在高度并行、大吞吐量數字信號處理(DSP)應用方面享有很好的聲譽。過去幾代FPGA器件一直穩....
發表于 01-08 15:32 ? 379次 閱讀
英特爾新發布Stratix 10,為可編程四核A53

射頻功放的數字基帶預失真技術研究技術的論文說明

在現代通信中,發射機的射頻功放大多是非線性的,而且這往往就是系統非線性的主要來源。功放的非線性會給系....
發表于 01-08 14:36 ? 134次 閱讀
射頻功放的數字基帶預失真技術研究技術的論文說明

TMP411 ±1°C Programmable Remote/Local Digital Out Temperature Sensor

TMP411設備是一個帶有內置本地溫度傳感器的遠程溫度傳感器監視器。遠程溫度傳感器,二極管連接的晶體管通常是低成本,NPN或PNP型晶體管或二極管,是微控制器,微處理器或FPGA的組成部分。 遠程精度為±1 °C適用于多個設備制造商,無需校準。雙線串行接口接受SMBus寫字節,讀字節,發送字節和接收字節命令,以設置報警閾值和讀取溫度數據。 TMP411器件中包含的功能包括:串聯電阻取消,可編程非理想因子,可編程分辨率,可編程閾值限制,用戶定義的偏移寄存器,用于最大精度,最小和最大溫度監視器,寬遠程溫度測量范圍(高達150°C),二極管故障檢測和溫度警報功能。 TMP411器件采用VSSOP-8和SOIC-8封裝。 特性 ±1°C遠程二極管傳感器 ±1°C本地溫度傳感器 可編程非理想因素 串聯電阻取消 警報功能 系統校準的偏移寄存器 與ADT7461和ADM1032兼容的引腳和寄存器 可編程分辨率:9至12位 可編程閾值限...
發表于 09-19 16:35 ? 145次 閱讀
TMP411 ±1°C Programmable Remote/Local Digital Out Temperature Sensor

TMP468 具有引腳可編程的總線地址的高精度遠程和本地溫度傳感器

TMP468器件是一款使用雙線制SMBus或I 2 C兼容接口的多區域高精度低功耗溫度傳感器。除了本地溫度外,還可以同時監控多達八個連接遠程二極管的溫度區域。聚合系統中的溫度測量可通過縮小保護頻帶提升性能,并且可以降低電路板復雜程度。典型用例為監測服務器和電信設備等復雜系統中不同處理器(如MCU,GPU和FPGA)的溫度。該器件將諸如串聯電阻抵消,可編程非理想性因子,可編程偏移和可編程溫度限值等高級特性完美結合,提供了一套精度和抗擾度更高且穩健耐用的溫度監控解決方案。 八個遠程通道(以及本地通道)均可獨立編程,設定兩個在測量位置的相應溫度超出對應值時觸發的閾值。此外,還可通過可編程遲滯設置避免閾值持續切換。 TMP468器件可提供高測量精度(0.75°C)和測量分辨率(0.0 625°C)。該器件還支持低電壓軌(1.7V至3.6V)和通用雙線制接口,采用高空間利用率的小型封裝(3mm×3mm或1.6mm×1.6mm),可在計算系統中輕松集成。遠程結支持-55°C至+ 150°C的溫度范圍。 特性 8通道遠程二極管溫度傳感器精度:±0.75&...
發表于 09-18 16:05 ? 96次 閱讀
TMP468 具有引腳可編程的總線地址的高精度遠程和本地溫度傳感器
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