多方資料顯示,F(xiàn)PGA將在云端數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)發(fā)揮突出的作用。據(jù)某數(shù)據(jù)調(diào)研報告預(yù)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(yīng)用部副總經(jīng)理陳利光告訴記者:“FPGA已經(jīng)在大型數(shù)據(jù)中心得到大規(guī)模應(yīng)用,全球七大超級云計算數(shù)據(jù)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(wù)器。人工智能的廣泛應(yīng)用場景的架構(gòu)多樣性,可以充分發(fā)揮FPGA的優(yōu)勢和特點,開創(chuàng)新型FPGA在數(shù)據(jù)中心的新局面。”
陳利光強調(diào),云端數(shù)據(jù)中心處理業(yè)務(wù)具有復(fù)雜、多樣、靈活的特點。FPGA的硬件現(xiàn)場可編程性和靈活性使得FPGA非常適合處理云端數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)。他表示,AI包括兩個重要步驟,訓(xùn)練(train)和推論(inference)。GPU目前主要運用在train階段,處理大量的數(shù)據(jù)樣本和參數(shù),但是推斷市場對AI芯片的需求遠遠大于訓(xùn)練,在需要推斷的實時使用深度學習的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法實現(xiàn)平臺里,F(xiàn)PGA扮演的角色將越來越重要。
云端數(shù)據(jù)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(chuàng)市場營銷中心總經(jīng)理包朝偉介紹道:“目前中國最高端的FPGA產(chǎn)品就是PGT180H,這是紫光同創(chuàng)Titan系列高性能FPGA產(chǎn)品,采用40nm工藝制造、擁有近2500萬門規(guī)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(nèi)唯一一款中大規(guī)模的FPGA器件。而Xilinx等國外FPGA巨頭的產(chǎn)品比我們中國高出了2代,它們的最新產(chǎn)品才能達到數(shù)據(jù)中心應(yīng)用需求,目前國產(chǎn)FPGA性能指標還是達不到,不過中大規(guī)模國產(chǎn)FPGA在某些AI終端應(yīng)用場合,例如汽車人工智能ADAS、智能安防監(jiān)控等方面,是基本夠用的,且性價比高,有一定優(yōu)勢,但小規(guī)模國產(chǎn)FPGA仍然也達不到AI終端應(yīng)用需求。所以,國產(chǎn)FPGA在云端和終端的市場之路,還比較漫長、艱難、需要繼續(xù)努力。”
FPGA在云端數(shù)據(jù)中心爆發(fā)點在哪里?包朝偉表示,目前Xilinx和Altera已經(jīng)在數(shù)據(jù)中心加速卡實現(xiàn)了第一步。他更看好Xilinx在這個領(lǐng)域的布局,認為Xilinx也正在做更高工藝的產(chǎn)品(16nm),預(yù)計量產(chǎn)時間在2018年年底以后,籍此以實現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心更多的應(yīng)用。
而國內(nèi)FPGA在數(shù)據(jù)中心的進度要看紫光同創(chuàng)、安路和高云等的進度。包朝偉說:“數(shù)據(jù)中心事關(guān)國家安全,且也有貿(mào)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(chǎn)廠家做出來,性能質(zhì)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(chuàng)在內(nèi)的所有國產(chǎn)FPGA廠商都特別期待能夠與中國知名系統(tǒng)設(shè)備廠商聯(lián)合起來,形成良好的供需商務(wù)合作關(guān)系,實現(xiàn)共贏。”
從AI芯片發(fā)展路線和規(guī)律上來看,未來AI芯片要解決幾個問題,最關(guān)鍵的是靈活度,要能實現(xiàn)并行的高速運算,二是要容易開發(fā);三是能耗比要好。這三點一定是未來AI芯片的發(fā)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?guī)缀跄依私?0%的市場份額,合計專利達到6000多項,剩余份額被Lattice和Microsemi占據(jù),共計超過3000項專利,技術(shù)專利和開發(fā)難度使得FPGA行業(yè)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(dǎo)體科技股份有限公司工程副總裁王添平坦言,在FPGA的傳統(tǒng)市場,一直被經(jīng)營了30多年的FPGA的美國四大家壟斷著,國產(chǎn)FPGA廠商雖然舉步維艱但近幾年在產(chǎn)品布局、發(fā)展策略方面發(fā)力已經(jīng)初見成效。
“高云2014年1月成立至今,通過差異化設(shè)計,在市場上已經(jīng)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(chǎn)FPGA廠商中可售產(chǎn)品種類最多、產(chǎn)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(chǎn)品,深受客戶寵愛。而我們的AI產(chǎn)品已經(jīng)在客戶手中批量出貨了。同樣隨著高云低、中、高密度FPGA產(chǎn)品布局的不斷完善,我們智能識別、智能制造等方面的產(chǎn)品將很快從研發(fā)進入量產(chǎn)階段。”王添平說。
陳利光同樣表示,F(xiàn)PGA市場格局仍然將高度集中化,未來一段時間,F(xiàn)PGA市場將繼續(xù)由Xilinx和Intel(Altera)公司主導(dǎo)。在中國,很難再有新的FPGA公司出現(xiàn),如果有新的初創(chuàng)公司,也將很難發(fā)展,這是由FPGA的高技術(shù)門檻和人才卡位決定的。
“在中國國內(nèi),安路科技具有人才、技術(shù)、資金和市場的大幅度領(lǐng)先優(yōu)勢。安路科技擁有國內(nèi)FPGA行業(yè)最強的技術(shù)、市場和管理團隊,自主開發(fā)的軟件、硬件和測試技術(shù)。公司產(chǎn)品和技術(shù)方面都已經(jīng)獲得市場認可,同時在資本方面,安路也得到了眾多國內(nèi)領(lǐng)先的基金和企業(yè)的鼎力支持。安路科技目前正在研發(fā)面向數(shù)據(jù)中心、智能終端等廣泛應(yīng)用領(lǐng)域的高端FPGA產(chǎn)品系列,力爭成為全球領(lǐng)先的FPGA公司。”陳利光強調(diào)說。
綜上所述,人工智能應(yīng)用需求的出現(xiàn)給FPGA帶來了歷史性的發(fā)展機遇,F(xiàn)PGA強大的并行計算能力、高能耗比、靈活的編程等優(yōu)勢,決定其將在人工智能應(yīng)用中發(fā)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(wù)器占據(jù)長時間的主導(dǎo)地位,而國內(nèi)廠商的主導(dǎo)市場仍在應(yīng)用終端(汽車ADAS、工業(yè)、通信、醫(yī)療、AR/VR)以及中低端的后臺服務(wù)器市場,而國產(chǎn)廠商要想走入云端,還必須突破在FPGA高端技術(shù)人才、先進工藝制程等方面瓶頸,并聯(lián)合國內(nèi)(BAT)高端云服務(wù)器設(shè)備廠商共同努力,建立起自己的生態(tài)。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(chǎn)FPGA廠商在未來的發(fā)展有更出色表現(xiàn)。