云端服務(wù)幾乎改變了每一種業(yè)務(wù);通常這種趨勢迫使硬件供應(yīng)商去用一種「服務(wù)」模式來供應(yīng)產(chǎn)品(以大幅降低的速度)，而不是把有形的產(chǎn)品賣給客戶?！杠囕v即服務(wù)」(Car-as-a-service，Caas)就是一個例子，所衍生的「車輛使用里程」(miles used per vehicle)從根本上改變了車商以單位銷售量為基礎(chǔ)的業(yè)務(wù)模式，對整個汽車產(chǎn)業(yè)來說是威脅、也是不可錯過的商機。

而芯片產(chǎn)業(yè)有可能成為下一個經(jīng)歷如此變化的領(lǐng)域──「FPGA即服務(wù)」(FPGA as a service)正成為資料中心新興的云端應(yīng)用并準(zhǔn)備起飛…針對此趨勢，英特爾(Intel)與賽靈思(Xilinx)等FPGA供應(yīng)商將如何因應(yīng)?

就在不久前，英特爾宣布其FPGA啟動了阿里云(Alibaba Cloud)的「加速器即服務(wù)」(Acceleration-as-a-Service);在此同時，從PLDA Group獨立的一家公司Accelize也準(zhǔn)備在云端提供「FPGA加速器即服務(wù)」(FPGA-acceleration-as-a-service)，號稱這種概念將有助于亞馬遜(Amazon)或阿里巴巴等云端服務(wù)供應(yīng)商利用FPGA增加運算執(zhí)行個體(compute instances)，根據(jù)使用者的特殊應(yīng)用提供客制化硬件加速器。

具體而言，Accerlize表示搭配英特爾搭配FPGA的Xeon處理器加速器堆疊(Acceleration Stack)，還有可程式化加速卡(Intel PAC)──采用Arria 10 GX FPGA──將會整合到Accelize解決方案中，為企業(yè)或是在云端提供易于使用的FPGA加速器功能開發(fā)體驗。

產(chǎn)業(yè)分析師認(rèn)為「FPGA即服務(wù)」這個市場對于亞馬遜、阿里巴巴、百度(Baidu)與微軟(Microsoft)等大型資料中心業(yè)者來說仍在初期發(fā)展階段，而英特爾正試圖追上賽靈思的腳步。

Accelize市場行銷與策略聯(lián)盟總監(jiān)Stephane Monboisset接受EE Times采訪時，提及他看到目前市面上提供之云端服務(wù)不符合使用者實際需要的情況;云端服務(wù)供應(yīng)商可能會在資料中心提供「FPGA即服務(wù)」，但是使用者真正需要的是「加速器即服務(wù)」。

他指出，F(xiàn)PGA并非因為易于編程而廣為人知，通常使用者知道自己領(lǐng)域的應(yīng)用，但沒有FPGA專長;所以使用者要去哪里求助、尋找知道「加速器」相關(guān)知識的開發(fā)者?此外，為了要在云端實現(xiàn)FPGA加速器，使用者不只需要一個而是一串IP。

如Monboisset所言，「支援各種設(shè)計的功能區(qū)塊」，是執(zhí)行特定功能必備的，那些功能IP包括HEVC、HDR、AES、CNN…等等，而云端服務(wù)供應(yīng)商要如何為云端的FPGA加速器取得那些IP?Monboisset認(rèn)為IP采購會是一個大問題;還有，假設(shè)加速器開發(fā)者了解FPGA編程，他們可能會發(fā)現(xiàn)有幾個IP是他們需要的，如何去收集一整套IP也是個問題。

簡而言之，Monboisset認(rèn)為IP業(yè)務(wù)與云端業(yè)務(wù)就是不搭，IP供應(yīng)商會偏好傳統(tǒng)的一次性成本模式，可以先收到一筆錢，但云端業(yè)務(wù)模式是建立在「計次收費」(pay-per -use)、「計時收費」的基礎(chǔ)上，很難說服那些習(xí)慣先收到一筆45萬美元的IP供應(yīng)商接受這種業(yè)務(wù)模式。

Accelize號稱自家專長是可以提供一種軟件定義開發(fā)平臺(名為Quick Play)，以及一種安全的計次收費機制(Quick Store)，還有一個不斷擴展的生態(tài)系統(tǒng)(Quick Alliance)。

「FPGA即服務(wù)」市場有多大?

在被問到目前「FPGA即服務(wù)」市場規(guī)模時，市場研究機構(gòu)Moor Insights & Strategy的高性能運算(HPC)暨機器學(xué)習(xí)技術(shù)資深分析師Karl Freund表示：「現(xiàn)在還很小，大概最多只有幾百萬美元;」微軟是資料中心加速器的最大FPGA使用者，但還沒有開始將之做為服務(wù)來銷售，預(yù)測在視訊、基因體研究，以及機器學(xué)習(xí)等應(yīng)用帶動下，該類服務(wù)一年可望成長五倍。

另一家研究機構(gòu)451 Research的共同創(chuàng)辦人暨基礎(chǔ)建設(shè)副總裁John Abbott也同意，「FPGA即服務(wù)」仍然是很小的市場;他解釋，亞馬遜在去年11月發(fā)表了開發(fā)者預(yù)覽版的F1運算執(zhí)行個體，但只能提供像是VHDL、Verilog等低階工具：「這是鎖定尋找消耗FPGA基礎(chǔ)建設(shè)替代方案之現(xiàn)有賽靈思FPGA客戶的服務(wù)?！?/p>

而除了Accelize，還有一些公司也想到了類似的業(yè)務(wù)模式。例如Abbott觀察到，亞馬遜一開始利用專家合作伙伴如Ryft (分析與搜尋工具供應(yīng)商)，以及垂直市場供應(yīng)商如基因體資料分析平臺開發(fā)商Edico Genome來吸引使用者;還有Reconfigure.io支援利用Go語言的FPGA編程服務(wù)，NGCodec則提供視訊編碼服務(wù)：「這類合作伙伴提供了在F1運算執(zhí)行個體上運作的軟件層，所以客戶不需要具備特殊專長?！?/p>

Abbott指出，在發(fā)表F1之后的六個月，亞馬遜聲稱收到了2,000個使用請求，并已經(jīng)提供超過200套硬件開發(fā)工具(還有F1運算執(zhí)行個體)給開發(fā)者;于是亞馬遜在今年4月將F1開放給一般用戶，并從那時候起表示該公司將第三方FPGA運算執(zhí)行個體包含于Amazon Machine Images中，透過AWS Markerplace銷售，為FPGA的IP開發(fā)者提供一個新通路。

賽靈思與英特爾競相投入

而顯然FPGA供應(yīng)商都對于「FPGA即服務(wù)」躍躍欲試;Accelize的Monboisset表示，該公司的服務(wù)同時支援賽靈思與英特爾的方案。Moor Insights & Strategy的Freund則表示，賽靈思的方案已經(jīng)出貨給亞馬遜、阿里巴巴與百度等云端服務(wù)供應(yīng)商，英特爾的腳步稍慢了些，有部份原因是其14奈米產(chǎn)品落后賽靈思。

不過Freund指出：「英特爾似乎試圖趕上腳步，我預(yù)期他們將會相當(dāng)積極爭取新的云端設(shè)計案?！?51 Research的Abbott則表示：「今年8月微軟發(fā)表了Brainwave平臺，是采用英特爾的Stratix系列FPGA支援低延遲的云端深度學(xué)習(xí)，該公司還未提供該服務(wù)給Azure客戶，但未來打算這么做?！?/p>

Abbott表示：「現(xiàn)在還很難預(yù)測這塊FPGA市場有多大，但英特爾認(rèn)為到2020年，有三分之一的云端供應(yīng)商將會采用FPGA伺服器節(jié)點與CPU結(jié)合使用;」而比較FPGA與GPU在云端加速器的應(yīng)用，GPU到目前為止還是領(lǐng)先者，這是因為GPU已經(jīng)建立了生態(tài)系統(tǒng)，并擁有更廣泛的高階開發(fā)工具。

而Abbott認(rèn)為部份加速器框架適合采用FPGA：「就像GPU一樣，我們預(yù)期會有一些規(guī)模較小、更專精化的服務(wù)供應(yīng)商會在接下來幾年進(jìn)入這個市場，鎖定某個垂直市場?！?/p>

對Accelize這樣一家想要在剛起步的「FPGA加速器即服務(wù)」市場搶攻一席之地的公司來說，與英特爾(Intel)的策略聯(lián)盟是必須的;市場研究機構(gòu)Moor Insights & Strategy的高性能運算(HPC )暨機器學(xué)習(xí)技術(shù)資深分析師Karl Freund表示，Accelize面臨的挑戰(zhàn)是「需要快速擴展全球版圖，也許是透過更多的策略聯(lián)盟，特別在亞洲與美國市場。」

另一家研究機構(gòu)451 Research的共同創(chuàng)辦人暨基礎(chǔ)建設(shè)副總裁John Abbott則形容Accelize是在一個「雞生蛋、蛋生雞」的處境，需要讓足夠的IP進(jìn)駐其云端市場，才能讓其商機規(guī)模成長，并使其成為對更多開發(fā)者具吸引力的通路。

此外Freund認(rèn)為，英特爾也會需要與Accelize的合作：「英特爾希望能超越因為亞馬遜(Amazon)的AWS F1運算執(zhí)行個體而領(lǐng)先市場的對手賽靈思(Xilinx)?！?/p>

Accelize市場行銷與策略聯(lián)盟總監(jiān)Stephane Monboisset同意以上的看法，指出英特爾看到了與該公司合作的巨大商機與責(zé)任;他甚至預(yù)測，所謂的「云端FPGA」(FPGA-in-the-cloud)市場恐怕將一蹶不振，因為對于想在云端服務(wù)中尋找加速器的使用者來說「幾乎沒內(nèi)容」。

Monboisset表示，內(nèi)行人都了解FPGA編程太復(fù)雜，現(xiàn)在并不是說服使用者「只要你動手，夢想就會成真」(if you build it, they will come)這種概念的好時機;「英特爾知道他們需要加快腳步，」Monboisset指出，相較于賽靈思，英特爾正要「更往前一步」，而該公司已經(jīng)設(shè)計了一款采用英特爾方案的板卡并將之應(yīng)用于云端加速器服務(wù)。

英特爾會想搶Accelize的生意嗎?

451 Research的Abbott認(rèn)為，Accelize與英特爾的結(jié)盟有助于建立一個強大的跨產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)：「如果英特爾不想要這樣，有可能會透過收購Accelize以避免市場競爭。」

那英特爾有可能也開始做Accelize正在做的生意嗎?Moor Insights & Strategy的Freund并不認(rèn)為這是一個實際的選項：「目前這個市場還很小，」其次如果英特爾認(rèn)真想經(jīng)營這種生意，可能也得支援賽靈思的方案，就像Accelize所做的：「英特爾不會想這么做，但是客戶會希望有選擇，而不是只有單一供應(yīng)商?！?/p>

此外，如果英特爾想搶Accelize的生意，可能面臨一個更大的問題──如Abbot表示：「英特爾會需要開放其工具給另一個加速器架構(gòu)選項，包括來自Nvidia、ARM與AMD…等競爭對手的方案，該公司不太可能做出這種讓步;舉例來說，英特爾視FPGA為GPU的替代方案，但GPU在任何一種牽涉資料平行(data parallelism)的任務(wù)中都很強，不太可能被取代。 」

Abbot的看法是，F(xiàn)PGA將「可能會在功能平行(functional parallelism，例如在相同處理器上執(zhí)行的編碼以及加密)，還有繁重的輸入-輸出任務(wù)如TCP卸載以及云端娛樂等方面的應(yīng)用擴展市場版圖?！?/p>

「芯片即服務(wù)」的未來趨勢…

如果像是「FPGA即服務(wù)」這樣的趨勢繼續(xù)發(fā)展下去，是否會有可能出現(xiàn)其他「芯片即服務(wù)」商業(yè)模式?又將為半導(dǎo)體業(yè)者帶來什么樣的變化?畢竟從銷售實體產(chǎn)品轉(zhuǎn)向銷售「服務(wù)」的生意模式，已經(jīng)改變了硬件世界。

Abbott認(rèn)為：「芯片供應(yīng)商需要支援異質(zhì)運算(heterogeneous computing)架構(gòu)以及軟件層的新興標(biāo)準(zhǔn)，打破采用上的障礙;現(xiàn)有生態(tài)系統(tǒng)伙伴必須要能進(jìn)入更廣泛的云端加速器市場，而不是只被鎖在單一架構(gòu)中?！勾送馑赋觯骸杆麄兊男酒瑢匍_發(fā)工具會需要能支援開放架構(gòu)，才能保持關(guān)聯(lián)度?！?/p>

那些重大變化是大多數(shù)芯片業(yè)者沒有準(zhǔn)備好因應(yīng)的;Abbott還指出：「伺服器制造商，包括所有白牌業(yè)者以及Dell、HPE等品牌廠，已經(jīng)打造了專門為結(jié)合不同種類加速器所設(shè)計的新一代伺服器?！?/p>

Freund則認(rèn)為傳統(tǒng)硬件供應(yīng)商并不會參與云端布署，除了中國的聯(lián)想(Lenovo);但他很快補充指出：「注意某些應(yīng)用可能會以即服務(wù)的形式在云端開發(fā)或測試?！?/p>