在半導體市場上,現場可編程門陣列一直是另一類動物。盡管FPGA只是從可以模擬其他硬件并因此運行軟件的一系列邏輯門演變而來,但FPGA遵循了自己的發展路徑,同時利用了為通用CPU和定制ASIC開發的其他技術。
我們將在1月22日在圣何塞玻璃屋的The Next FPGA Platform活動中與Achronix產品計劃和業務開發副總裁Manoj Roge聊天時,這將是對話的主題之一。(您可以注冊在這個環節的事件,我們希望看到你在那里。)Achronix公司,成立于2004年,是一個相對較新的FPGA市場正在開始獲得針對其更大的競爭對手一定的牽引力。
對于主要的FPGA制造商的產品和策略,Roge并不陌生。從1990年代中期到2000年代中期,Roge曾擔任賽普拉斯半導體公司的產品線經理,負責許多不同的產品線和不同的管理角色。2005年,Roge擔任Altera產品計劃高級經理,將公司的65納米和40納米產品推向市場。(這是在Achronix成立之后。)五年后,Roge成為Xilinx的產品規劃總監,推動了該公司的路線圖和生態系統;四年后,他擔任了數據中心和通信產品線的規劃和營銷工作總監。 2017年夏天,Roge接任了Achronix的當前工作,為另一家FPGA制造商制定了戰略和路線圖。
這種經歷給他帶來了獨特的見解,Roge告訴The Next Platform: “有這么多激動之所以有幾個原因。” “首要原因是數據中心中的所有關鍵工作負載都在快速變化,而諸如機器學習之類的新工作負載已經成熟。每個人都在尋找降低功耗和提高成本效率的數量級。您只是無法通過部署越來越多的CPU來擴展數據中心,并且,我認為,目前行業中普遍同意您需要使用異構加速器。FPGA是一種選擇,部署FPGA以便將來驗證數據中心有很多好處。”
這種可延展性–我們已經聽到很多人將FPGA稱為“動態ASIC”,而我們稱其為“動態虛擬ASIC”,因為它們通常代表帶有可編程虛擬指令集的虛擬CPU。當然是FPGA的關鍵特性之一。每當您的工作負載快速變化(但不是很快)并且需要低延遲和并行計算時,就必須考慮使用FPGA。
Roge看待它的方式,已經經歷了三個FPGA時代,而我們仍處于第三個時代,直到幾年前才問世。
Roge解釋說:“ FPGA 1.0階段涉及膠合邏輯,從1980年代一直持續到1990年代中期。” “這個時代包括低端CPLD和PLD設備,客戶將其用于某種膠合邏輯,某種可編程的I / O,并大致代表了一個10億至20億美元的可尋址市場。從1990年代中期到2017年左右是FPGA 2.0時代,我們稱之為連通性浪潮,當時使用FPGA來實現用于網絡或存儲器的接口。以太網或DDR存儲器種類繁多,隨著FPGA密度和性能的提高,它們被用于某些復雜的功能,而不僅僅是膠粘邏輯。這將TAM擴大到大約50億美元。”
根據您的估算方式,主要的FPGA供應商– Xilinx,Altera / Intel,Lattice Semiconductor和Achronix –的銷售額約為65億美元,他們當然會追求更大的TAM。到底是多少爭論的話題,這是我們舉辦一場以FPGA為中心的活動的原因之一。
“從2017年左右開始,我們進入了FPGA 3.0時代,這全都涉及數據加速。現在,FPGA不僅用于某種膠合邏輯或原型設計,而且正獨立地成為計算引擎,它們也被大量部署在Microsoft Azure和Amazon Web Services的數據中心內部。” Roge說,FPGA的TAM保守地估計在100億美元左右,可能是其兩倍或三倍。
現在的問題是如何將TAM變成現實。這需要硬件和軟件工程。
“無論您是構建HPC集群之類的系統還是用于超大規模數據中心的分析,所有這些都歸結為以下三個要素:高效的計算,內存層次結構和帶寬以及有效的數據傳輸。我們已經仔細研究了如何優化這些內容。我們正在使用臺積電的7納米工藝,因此我們將從中受益,并與Xilinx保持公平競爭。英特爾目前的Agilex FPGA大約為10納米,大致相同。但是我們的差異在于體系結構和我們選擇的一些功能。我們決定專注于一些工作負載,并且我們想盡最大的努力來提供每瓦每美元的性能。我們確實仔細考慮了其中的一些方面,使架構師更容易與Xilinx或Intel接洽。我們不關心直接的功能比較-邏輯元素,DSP模塊,存儲模塊等。Teraops是一個營銷編號,它的確沒有任何意義。重要的是如何加速整個應用程序。而且,由于您擁有合適的內存帶寬和高效的機器學習計算能力,例如,我們可以為圖像識別提供良好的端到端應用程序性能。”