2018年1月29日,全球最大的 FPGA 廠商Xilinx(賽靈思)迎來了公司歷史上第四任CEO,Victor Peng,他也是賽靈思公司歷史上首位華人CEO。對于賽靈思來說,Victor Peng先生并不是一個新人。
從2008年加入賽靈思以來,Victor Peng引領(lǐng)了賽靈思的產(chǎn)品和服務(wù)方面的戰(zhàn)略變革和技術(shù)轉(zhuǎn)移,實(shí)現(xiàn)了從28nm,20nm到16nm三代工藝產(chǎn)品的領(lǐng)導(dǎo)地位和在集成和編程方面的重大技術(shù)突破。
可以說,Victor Peng憑借著自己出色的個人能力和行業(yè)洞察力,集賽靈思卓越的研發(fā)和技術(shù)能力,樹立了一個個行業(yè)第一。
但是,Victor Peng雄心并不止于此。
現(xiàn)在,作為賽靈思新一任的掌舵人,Victor Peng在就任CEO之后,首次來到中國,為大家分享了自己對于賽靈思未來的規(guī)劃,變革,以及公司正在面臨的巨大需求與挑戰(zhàn)等觀點(diǎn)。
人工智能時代的三大趨勢
在Victor Peng看來,賽靈思正處于一個極具變革的時代。
得出這樣的判斷,是基于近兩年來,大數(shù)據(jù)的蓬勃發(fā)展,人工智能的快速興起,帶動了一波波技術(shù)浪潮的快速發(fā)展,新的工藝,新的技術(shù),新的芯片更是層出不窮的新情況。
其中,芯片市場,作為技術(shù)和應(yīng)用創(chuàng)新的核心和源頭,不僅僅挑起了人工智能潮流之爭,更是引發(fā)了 GPU, FPGA, ASIC等的芯片大戰(zhàn)。
硝煙彌漫的戰(zhàn)場上,系統(tǒng),芯片,應(yīng)用公司廝殺不斷,此起彼落,我們不僅見證了芯片戰(zhàn)爭的殘酷,也預(yù)見了一個充滿無限可能的未來。
在這樣的時代背景下,作為賽靈思新一任的CEO,Victor Peng指出了未來發(fā)展的三大趨勢。
第一個趨勢是數(shù)據(jù)大爆炸。
生活中充斥著各種各樣的數(shù)據(jù),缺少的只是發(fā)掘和采集數(shù)據(jù)的手段。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和傳感器技術(shù)的進(jìn)步,不僅僅提出了采集海量數(shù)據(jù)的可能性,也為數(shù)據(jù)的應(yīng)用提供了市場和應(yīng)用場景。
Victor Peng認(rèn)為,諸如,城市,家庭,工廠以及汽車等應(yīng)用場景,產(chǎn)生了海量的視頻數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù),當(dāng)技術(shù)不成熟的時候,這些數(shù)據(jù)就如同雞肋一般,食之無味棄之可惜。
但是當(dāng)技術(shù)的手段能夠充分的對這些散亂無序,非結(jié)構(gòu)性的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的時候,海量的數(shù)據(jù)就會產(chǎn)生無可限量的價(jià)值。
然而,想要充分挖掘這其中的價(jià)值,Victor Peng認(rèn)為,傳統(tǒng)的CPU芯片顯然是沒有辦法支持的,“我們需要全新的架構(gòu),能夠支持更大的數(shù)據(jù)吞吐量,更短的時延,并能夠提供最好的實(shí)時計(jì)算能力。”
第二個趨勢是人工智能的黎明。
歷史的過往告訴我們,新技術(shù)的到來必然變革我們原本趨于平緩的時代。
就像工業(yè)革命推動了產(chǎn)業(yè)的變革一樣,人工智能正在改變著很多傳統(tǒng)行業(yè),創(chuàng)造了很多新的業(yè)務(wù)和商業(yè)模式。
Victor Peng很清楚的認(rèn)識到,人工智能并不是一個應(yīng)用,而是能夠與多種應(yīng)用完美結(jié)合的新興技術(shù),雖然這一技術(shù)還處于早期的發(fā)展階段,但是這并不影響它帶動新應(yīng)用的產(chǎn)生與發(fā)展。
從點(diǎn)到面,從應(yīng)用端,到云端,再到邊緣,人工智能正在以它難以想象的魔力,成為未來數(shù)十年最具潛力的發(fā)展動力。
第三個趨勢是后摩爾定律時代的計(jì)算。
摩爾定律更多的是一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)學(xué)定律,但是即便從經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度來看,摩爾定律也如同它誕生的年頭一般,變得垂垂老矣,發(fā)展速度大大放緩,想要延續(xù)發(fā)展,我們就必須從時代的脈搏中,找到新的發(fā)展方向,也就是我們所說的后摩爾定律時代。
在Victor Peng看來,后摩爾定律時代相比于摩爾定律時代,對于計(jì)算能力的需求不僅僅沒有減弱,反而日趨強(qiáng)烈。
“尤其是在中國市場,越來越快的行業(yè)創(chuàng)新速度,各行各業(yè)的公司在新的產(chǎn)品,新的服務(wù),新的商業(yè)模式上的需求也越來越高。傳統(tǒng)的芯片解決方案已經(jīng)無法滿足行業(yè)的需求。”Victor Peng甚至感嘆,這是他從業(yè)幾十年來前所未見的情況。
但是作為從業(yè)幾十年的資深行業(yè)專家看來,這種變革中蘊(yùn)藏的機(jī)遇更大。
Victor Peng認(rèn)為,后摩爾定律時代的高計(jì)算需求,意味著需要更多異構(gòu)性系統(tǒng),傳統(tǒng)的單一的CPU難以滿足所有應(yīng)用。
可預(yù)期的智能互聯(lián)世界
這三大趨勢,似乎一直在強(qiáng)調(diào)在人工智能時代,異構(gòu)性架構(gòu)將會是未來的主流趨勢。
但是,正如同我們對于行業(yè)的研究一般,透過現(xiàn)象看本質(zhì),異構(gòu)性架構(gòu)時代的到來到底意味著什么呢?
Victor Peng作為賽靈思的CEO的,并沒有局限在單一的產(chǎn)品和市場當(dāng)中,他的眼光更為長遠(yuǎn)。
“這是一個令人振奮的時代,我們幾十年前的預(yù)期正在逐步變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),一個智能互聯(lián)的世界正在塑造中?!盫ictor Peng強(qiáng)調(diào),在這一過程中,賽靈思能夠做出的最主要的貢獻(xiàn),就是讓這個世界變革更具自適應(yīng)性,“因?yàn)橹挥凶龅阶赃m應(yīng),才能夠更快的打造全球規(guī)模的智能互聯(lián)的基礎(chǔ)設(shè)施?!?/p>
實(shí)現(xiàn)智能互聯(lián),靈活多變的世界,不僅僅是Victor Peng,更是賽靈思作為一家FPGA公司的長期愿景。
在過去的三十年中,賽靈思始終抱著這樣一種期望,堅(jiān)持著自己的信念,在面對新機(jī)遇的時候,采取新的戰(zhàn)略,努力打造一個自適應(yīng)的世界。
賽靈思的三大發(fā)展戰(zhàn)略
為了實(shí)現(xiàn)這一愿景,賽靈思制定了三大發(fā)展戰(zhàn)略。
Victor Peng表示,“我們的戰(zhàn)略是數(shù)據(jù)中心優(yōu)先,并繼續(xù)致力于發(fā)展包括通信,汽車,工業(yè)等在內(nèi)的主流市場應(yīng)用?!?/p>
不同公司對于相同的趨勢也會采取不同的發(fā)展戰(zhàn)略,對于不同公司的戰(zhàn)略分析,將會更加有利于我們對于這一市場的深入觀察。
下面,就讓我們分析這三大發(fā)展戰(zhàn)略,從中剖析賽靈思的發(fā)展思路。
賽靈思的第一個戰(zhàn)略是“數(shù)據(jù)中心優(yōu)先”。
為什么采取這一戰(zhàn)略,Victor Peng表示,賽靈思之所以堅(jiān)持重視數(shù)據(jù)中心,除了因?yàn)閿?shù)據(jù)中心是一個非常廣闊,發(fā)展速度非常迅速的市場之外,更多的原因在于,賽靈思看到,很多行業(yè)的顛覆都是發(fā)生在數(shù)據(jù)中心, 很多技術(shù)的普及也是源于數(shù)據(jù)中心。
正如Victor Peng之前所說,異構(gòu)性架構(gòu)將是未來的趨勢之一,在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域也是如此。
無論是英偉達(dá)還是英特爾,很多新的架構(gòu)都不再是以CPU為中心。非常明顯的一個現(xiàn)象就是,過去幾十年,CPU引導(dǎo)的發(fā)展趨勢,正在轉(zhuǎn)向擁有很多加速器的異構(gòu)計(jì)算。
但是對于賽靈思來說,數(shù)據(jù)中心市場畢竟是一個新進(jìn)的市場,在需求和發(fā)展方向上,與其他市場有著很大的區(qū)別。
秉承著實(shí)事求是的原則,賽靈思在數(shù)據(jù)中心市場采取了完全不同的支持方式,Victor Peng表示,賽靈思改變了過去主要支持硬件開發(fā)者的技術(shù)方向,在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域,更多的支持軟件開發(fā)者,以便讓更多的用戶使用賽靈思自適應(yīng)計(jì)算加速平臺。
具體來看,賽靈思在這一領(lǐng)域主要提供了一個軟件堆棧開發(fā)環(huán)境,通過在最底部的標(biāo)準(zhǔn)的PCIe FPGA加速卡基礎(chǔ)上,提供一個開發(fā)環(huán)境,以支持軟件工程師用CC++和OpenCL來編程。
賽靈思還和第三方進(jìn)行合作,優(yōu)化加速庫,并提供給客戶使用,從而達(dá)到幫助客戶解決機(jī)器學(xué)習(xí)等一系列工作。諸如,深鑒科技,阿里巴巴,亞馬遜,華為等都有非常好的合作。
此外,賽靈思還支持廣泛的AI應(yīng)用。深鑒科技提供的高效FPGA 加速語音識別引擎,該引擎與CPU相比,性能為后者的43倍,單位功耗性能提升40倍。它不僅僅能夠加速機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能,還可以加速視頻處理、視頻轉(zhuǎn)碼、數(shù)據(jù)檢索、壓縮,另外也有公司使用賽靈思的產(chǎn)品在基因組測序和分析方面取得重大突破。
第二大戰(zhàn)略,“加速主流市場的增長”。
當(dāng)然,除了人工智能市場之外,賽靈思也沒有放棄其他市場。
Victor Peng表示,汽車,無線基礎(chǔ)設(shè)施,有線通信等市場,也會出現(xiàn)一些重大的變化,對我們的生活產(chǎn)生非常巨大的影響,而這些市場都是賽靈思所關(guān)注的主流市場。
比如,通過傳感器和攝像頭的廣泛使用,來加強(qiáng)城市的安全和工廠里的檢查、設(shè)備的測試、通信,甚至消費(fèi)電子類的產(chǎn)品。
這其中,賽靈思都可以參與到從端點(diǎn)到邊緣到云的過程,Victor Peng認(rèn)為,這也是賽靈思一個獨(dú)特的優(yōu)勢,“能夠真正的從端點(diǎn)到邊緣到云實(shí)現(xiàn)全覆蓋”。
第三大戰(zhàn)略,“驅(qū)動自適應(yīng)的計(jì)算”。
為此,賽靈思推出了全新系列的產(chǎn)品類型,也就是從FPGA 到 ACAP (自適應(yīng)計(jì)算加速平臺)。
Victor Peng表示,ACAP是一個全新的產(chǎn)品類型,對業(yè)界來說是一項(xiàng)重大的技術(shù)顛覆,也是自FPGA發(fā)明以來最卓著的工程成就,“它能夠覆蓋更廣的市場應(yīng)用,而且可以滿足靈活工作負(fù)載的需求”。
4年,1500名工程師,500億晶體管
據(jù)Victor Peng介紹,ACAP,全稱Adaptive Compute Acceleration Platform,翻譯過來是 “自適應(yīng)計(jì)算加速平臺”。
這是一款高度集成的多核異構(gòu)計(jì)算平臺,能根據(jù)各種應(yīng)用于工作負(fù)載的需求對硬件層進(jìn)行靈活變化。
“ACAP是進(jìn)行自適應(yīng)和優(yōu)化設(shè)計(jì)理想的選擇,”Victor Peng相信,它甚至可以應(yīng)付未來會出現(xiàn)的新的變化,比如與新應(yīng)用和新器件也可以進(jìn)行互聯(lián),進(jìn)行加速?!按送?,ACAP不僅可以在軟件方面編程,也像傳統(tǒng)的產(chǎn)品一樣,支持硬件的開發(fā)者的開發(fā)?!?/p>
賽靈思發(fā)布名為ACAP的突破性新型產(chǎn)品
為了說明這種開發(fā)模式,Victor Peng展示了一個ACAP的產(chǎn)品用例,也就是目前賽靈思正在推進(jìn)的代號為“Everest (珠穆朗瑪峰)”的行動,“Everest”將是賽靈思首款A(yù)CAP系列。
據(jù)了解,“Everest (珠穆朗瑪峰)”行動,采用的是臺積電的7納米工藝,賽靈思在主要架構(gòu)的開發(fā)上已經(jīng)歷經(jīng)四年,累計(jì)研發(fā)投入超過10億美元,一共有1500名工程師參與,產(chǎn)品主要為中高端產(chǎn)品,其中高端產(chǎn)品,擁有超過500億的晶體管。
與16納米級產(chǎn)品相比,Victor Peng表示,ACAP能夠針對工作負(fù)載實(shí)現(xiàn)動態(tài)的優(yōu)化。
“ACAP是一個新的產(chǎn)品類型。賽靈思是最先推出ACAP產(chǎn)品的公司,這也是我們的核心競爭力所在?!盫ictor Peng認(rèn)為,隨著時間的推移,ACAP將會變成主流的平臺,和CPU、GPU一樣會成為基礎(chǔ)性的未來世界的構(gòu)建平臺。
作為一家FPGA公司,賽靈思為什么會推出這樣的計(jì)算平臺呢?
Victor Peng解釋道,全新的計(jì)算平臺,雖然需要很長的時間來普及,但是這也標(biāo)志著賽靈思勵志成為一家完全不同的公司,它能夠推出全新的、不同類型的產(chǎn)品,而不僅僅只是一家FPGA公司。
從這個角度來看,Victor Peng和賽靈思的選擇是無比正確的。歷史上,有很多公司通過推出不同的產(chǎn)品,全新的系列,來實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)型,而跨上了全新的發(fā)展之路,實(shí)現(xiàn)了輝煌。
因此,Victor Peng認(rèn)為,這一新型產(chǎn)品的推出,對于如今的賽靈思來說,是一個非常重要的時刻,這一平臺,將會助力賽靈思成為一家全新的公司。
同時,Victor Peng也相信,ACAP與傳統(tǒng)的CPU等解決方案相比,也能夠在性能,功耗等方面實(shí)現(xiàn)優(yōu)越的表現(xiàn)。
ACAP無懼CPU、GPU、FPGA
但是,熟悉人工智能等領(lǐng)域的人都知道,目前在這些領(lǐng)域,除了FPGA之外,傳統(tǒng)的還有CPU,GPU等等多種類型的芯片存在。
不同的公司對于不同類型的芯片都抱有不同的看法,有些公司認(rèn)為GPU可以成功,有些則認(rèn)為CPU可以成功。
可以說是公說公有理婆說婆有理,各執(zhí)一詞,很難達(dá)成一致的意見。
針對于這一問題,Victor Peng從各個平臺芯片的優(yōu)缺點(diǎn)上為我們帶來的詳細(xì)的分析。
以CPU和GPU為例,雖然GPU在某些方面能夠?qū)芏嘈屡d的應(yīng)用更具適用性,但是依然不能夠適應(yīng)所有的應(yīng)用環(huán)境。
正如之前所說,未來是一個智能互聯(lián)的世界,這樣的世界并不是單一的架構(gòu)能夠處理。異構(gòu)性架構(gòu)將大行其道,哪一個架構(gòu)能夠適應(yīng)靈活多變的市場,誰就能夠稱霸整個通用市場。
“關(guān)鍵的一點(diǎn)是,高度靈活,具有高度的自適應(yīng)應(yīng)變能力?!盫ictor Peng認(rèn)為,所謂的高度自適應(yīng),就是可以針對不同的工作負(fù)載進(jìn)行加速,而不是僅僅針對單一的應(yīng)用進(jìn)行加速。
但是,我們看到,CPU只能夠處理一些固定的工作,加速性能并不明顯。GPU雖然表現(xiàn)優(yōu)越,但是也僅僅能夠在機(jī)器學(xué)習(xí)的加速過程中,表現(xiàn)出令人側(cè)目的效果,當(dāng)然,還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到理想的效果。
GPU針對其他不同的應(yīng)用效果就更是差強(qiáng)人意了。而如果采用ASIC架構(gòu),”Victor Peng表示,這類固定功能的芯片,雖然能夠進(jìn)行定制,但是當(dāng)面對一個全新的應(yīng)用的時候,需要從頭開始進(jìn)行定制化設(shè)計(jì)才能夠進(jìn)入市場。
而所謂具有自適應(yīng)應(yīng)變能力的芯片,則需要能夠適應(yīng)多種新的工作負(fù)載,甚至是許多尚未出現(xiàn)的新的應(yīng)用,只有滿足這一要求才是真正的具有自適應(yīng)應(yīng)變能力的芯片。
Victor Peng還強(qiáng)調(diào),雖然在一些應(yīng)用上,能夠看到FPGA加速的效果優(yōu)于GPU,甚至是ACAP,但是這樣做的弊端在于,使用一段時間之后,芯片的性能就固定下來,當(dāng)出現(xiàn)新的算法的時候,需要換掉芯片才能進(jìn)行部署。而ACAP 的核心是新一代的 FPGA 架構(gòu),結(jié)合了分布式存儲器與硬件可編程的 DSP 模塊、一個多核 SoC 以及一個或多個軟件可編程且同時又具備硬件自適應(yīng)性的計(jì)算引擎,并全部通過片上網(wǎng)絡(luò)(NoC)實(shí)現(xiàn)互連。ACAP還擁有高度集成的可編程I/O功能,根據(jù)不同的器件型號這些功能從集成式硬件可編程存儲器控制器,到先進(jìn)的SerDes收發(fā)器技術(shù),前沿的RF-ADC/DAC和集成式高帶寬存儲器(HBM)。
軟件開發(fā)人員將能夠利用 C/C++、OpenCL 和 Python 等軟件工具應(yīng)用ACAP系統(tǒng)。同時,ACAP也仍然能利用 FPGA 工具從RTL 級進(jìn)行編程。
總結(jié)
在大數(shù)據(jù)與人工智能迅速興起的時代,ACAP 適用于加速廣泛的應(yīng)用,其中包括視頻轉(zhuǎn)碼、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)壓縮、搜索、AI推斷、基因組學(xué)、機(jī)器視覺、計(jì)算存儲及網(wǎng)絡(luò)加速等。軟硬件開發(fā)人員將能夠針對端點(diǎn)、邊緣及云應(yīng)用設(shè)計(jì)基于 ACAP 的產(chǎn)品。
正如之前所說,首款 ACAP 產(chǎn)品系列,將是采用臺積電 7 納米工藝技術(shù)開發(fā)的代號為“Everest(珠穆朗瑪峰)”的產(chǎn)品系列,該產(chǎn)品將于今年年底實(shí)現(xiàn)流片。
Victor Peng表示,隨著時間的推移,ACAP 產(chǎn)品系列也會慢慢下沉到低端的市場應(yīng)用,尤其是那些對于成本和功耗更加敏感的市場。
Victor Peng舉了汽車行業(yè)的一個例子,在汽車行業(yè),賽靈思已經(jīng)服務(wù)了十多年的時間。在賽靈思看來,汽車行業(yè)對于價(jià)格和功耗的要求非常敏感,但是,ACAP 產(chǎn)品系列已經(jīng)能夠非常好的服務(wù)于汽車行業(yè)了,那么對于其他同樣對價(jià)格和功耗敏感的行業(yè),也能夠迎刃而解。
但是,Victor Peng承認(rèn)在未來的市場變革中還存在很多不確定因素和挑戰(zhàn),還需要賽靈思不斷開發(fā)更加完善的產(chǎn)品解決方案,而不是實(shí)現(xiàn)封閉的產(chǎn)品解決方案。
“通過與客戶的不斷接觸,我們發(fā)現(xiàn),客戶之所以喜歡我們的產(chǎn)品,是因?yàn)樗麄兡軌蛲ㄟ^賽靈思的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)自身產(chǎn)品的差異化。而不是在封閉的產(chǎn)品的基礎(chǔ)上,推出那些本質(zhì)上千篇一律的產(chǎn)品?!?/p>
Victor Peng強(qiáng)調(diào),賽靈思希望能夠繼續(xù)服務(wù)于主流客戶,通過不斷完善開放式的產(chǎn)品解決方案,提供更加完整的平臺和更具易用性的解決方案,以支持更多的硬件和軟件開發(fā)者,而這一思路,將會繼續(xù)變革賽靈思所開創(chuàng)的FPGA市場!
文/半導(dǎo)體行業(yè)觀察 劉燚