對(duì)于一個(gè)從事芯片設(shè)計(jì)的工程師而言,無(wú)法跨越的一步就是選擇芯片架構(gòu),然后進(jìn)行電路設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)某種功能。而目前市場(chǎng)上的芯片基本可分為通用芯片、定制芯片和半定制芯片,當(dāng)然還有近年來(lái)被廣為提及的類(lèi)腦芯片。在芯片的設(shè)計(jì)里面,半定制芯片采用的是FPGA架構(gòu)設(shè)計(jì),達(dá)到客戶要實(shí)現(xiàn)的電路結(jié)構(gòu)。FPGA是一種介于通用芯片和定制芯片之間的一類(lèi)芯片,相對(duì)于這兩種而言,它的應(yīng)用領(lǐng)域相對(duì)集中化,但是在很多特定領(lǐng)域,它的優(yōu)勢(shì)非常明顯,甚至不可替代,F(xiàn)PGA對(duì)于芯片設(shè)計(jì)者而言,方便、靈活、執(zhí)行效率高,這些特點(diǎn)在比如在軍工、航空、醫(yī)療和測(cè)試等大數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域有很好的應(yīng)用。近年來(lái),隨著全球信息化進(jìn)程的加速,數(shù)據(jù)中心成為FPGA應(yīng)用的一塊優(yōu)質(zhì)的市場(chǎng),以邊緣計(jì)算和人工智能等技術(shù)主導(dǎo)的市場(chǎng)成為FPGA技術(shù)供應(yīng)商最關(guān)注的一塊大蛋糕。
近日,F(xiàn)PGA的數(shù)據(jù)加速器件和高性能嵌入式FPGA半導(dǎo)體知識(shí)產(chǎn)權(quán)Achronix公司與Molex旗下的一家領(lǐng)先企業(yè)級(jí)FPGA加速器產(chǎn)品供應(yīng)商BittWare在深圳聯(lián)合舉行了新產(chǎn)品的媒體發(fā)布會(huì),正式向全球發(fā)布創(chuàng)新的、基于Speedster7t FPGA系列的VectorPath S7t-VG6加速卡產(chǎn)品。Achronix公司市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)副總裁Steve Mensor、亞太區(qū)總經(jīng)理羅煒亮等高層給大家介紹了全新的、突破性產(chǎn)品以及公司在中國(guó)市場(chǎng)的最新進(jìn)展和策略。
基于FPGA芯片設(shè)計(jì)的加速卡可實(shí)現(xiàn)云計(jì)算與邊緣計(jì)算加速
相對(duì)于其它類(lèi)型的芯片設(shè)計(jì),F(xiàn)PGA芯片是一種更高門(mén)檻的設(shè)計(jì)領(lǐng)域,這也就導(dǎo)致了市場(chǎng)上的玩家并不是很多,就全球而言,從事FPGA芯片知識(shí)產(chǎn)權(quán)也就不到十家主流的供應(yīng)商,Achronix公司是其中獨(dú)特的一家。據(jù)Achronix公司市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)副總裁Steve Mensor對(duì)OFweek電子工程網(wǎng)編輯介紹,新推出的VectorPath S7t-VG6加速卡搭載了Achronix采用7nm工藝打造的Speedster7tAC7t1500獨(dú)立FPGA芯片,它在同類(lèi)PCIe FPGA加速卡中,提供了目前業(yè)界最高性能的接口。這些高性能接口包括1x400GbE和2x100GbE接口,以及總帶寬為4Tbps的8組GDDR6的板上存儲(chǔ)器,使該加速卡成為高帶寬數(shù)據(jù)加速應(yīng)用的理想選擇,加速卡可實(shí)現(xiàn)云計(jì)算與邊緣計(jì)算加速,這是針對(duì)未來(lái)數(shù)據(jù)中心量身定做的高端加速卡。
因?yàn)镕PGA芯片不只是簡(jiǎn)單的研究和設(shè)計(jì)芯片,它會(huì)針對(duì)自己的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行特定的模型設(shè)計(jì),并將芯片性能達(dá)到最佳,這樣設(shè)計(jì)的芯片結(jié)構(gòu)相對(duì)于GPU等更簡(jiǎn)單,而且性能和功效肯定更好。通常情況下,這種類(lèi)型的芯片內(nèi)部包括內(nèi)部連線、可配置邏輯模塊以及輸入輸出模塊等,在配置邏輯門(mén)列陣上,它是很靈活的,所以非常有優(yōu)勢(shì)。對(duì)于芯片設(shè)計(jì)常用的數(shù)字時(shí)鐘管理模塊、嵌入式塊RAM、內(nèi)嵌專(zhuān)用硬核等都是可以優(yōu)化,將效率達(dá)到最佳。
如果沒(méi)有好的軟件工具作支撐,這樣的FPGA的設(shè)計(jì)是很難實(shí)現(xiàn)的,因?yàn)榘攵ㄖ菩酒脑O(shè)計(jì)流程包括算法設(shè)計(jì)、代碼仿真、板機(jī)調(diào)試和建立算法架構(gòu)等等,EDA工具是必須的,不然工程師會(huì)看得一臉懵。除了設(shè)計(jì),利用工具進(jìn)行板子調(diào)試和配置文件也是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步,這些難題Achronix公司都為客戶解決了。VectorPath加速卡提供了一個(gè)使用Achronix全新Speedster7t FPGA芯片來(lái)快速開(kāi)發(fā)人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)加速應(yīng)用的平臺(tái)。
Steve Mensor說(shuō)道:“最新推出的VectorPath加速卡包括一整套Achronix的ACE開(kāi)發(fā)工具,以及BittWare的基板管理控制器和開(kāi)發(fā)工具包,其中包括API、PCIe驅(qū)動(dòng)程序、診斷自測(cè)和應(yīng)用示例設(shè)計(jì),以提供快速的、開(kāi)箱即用的體驗(yàn)。專(zhuān)為原型設(shè)計(jì)和大批量生產(chǎn)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的VectorPath S7t-VG6加速卡使設(shè)計(jì)人員能夠處理極大量的數(shù)據(jù),這是前幾代FPGA無(wú)法做到的。”正是因?yàn)樵O(shè)計(jì)者有不一樣的設(shè)計(jì)思路,F(xiàn)PGA似乎都有各自特色的結(jié)構(gòu),不管是觸發(fā)器、邏輯電路還是驅(qū)動(dòng)I/O,這些組合邏輯和聯(lián)接方式,都會(huì)對(duì)FPGA的性能和實(shí)現(xiàn)的功能有影響的,F(xiàn)PGA的編程特性是非常優(yōu)良的,Achronix很巧妙的利用這種特性。
數(shù)據(jù)中心給FPGA帶來(lái)的機(jī)遇將是空前的,Achronix公司市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)副總裁Steve Mensor認(rèn)為,數(shù)據(jù)中心加速器市場(chǎng)預(yù)計(jì)將從2018年的28.4億美元增長(zhǎng)到2023年的211.9億美元,F(xiàn)PGA預(yù)計(jì)將是年復(fù)合增長(zhǎng)率最高的細(xì)分市場(chǎng),該增長(zhǎng)將由企業(yè)級(jí)工作負(fù)載加速應(yīng)用對(duì)FPGA越來(lái)越多的采用而驅(qū)動(dòng)。據(jù)悉,Achronix半導(dǎo)體公司推出的Speedster7t FPGA系列芯片為高帶寬數(shù)據(jù)加速應(yīng)用提供了全新的性能和適應(yīng)性。它具有革命性的2D片上網(wǎng)絡(luò),其帶寬容量超過(guò)20 Tbps,可將數(shù)據(jù)從高速接口移動(dòng)到FPGA邏輯架構(gòu),或跨越FPGA邏輯架構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)移動(dòng)。作為一種全新的片上通信方法,片上網(wǎng)絡(luò)顯著優(yōu)于傳統(tǒng)總線式系統(tǒng)的性能?;贜oC的系統(tǒng)能更好地適應(yīng)在未來(lái)復(fù)雜多核SoC設(shè)計(jì)中使用的全局異步局部同步的時(shí)鐘機(jī)制。據(jù)介紹,。該2D NoC通過(guò)在每個(gè)方向上為每個(gè)NoC行和列提供256位的單向總線和總計(jì)512 Gbps的帶寬,從而緩解了數(shù)據(jù)瓶頸。
Achronix與BittWare的合作有望帶來(lái)1+1>2的效果
據(jù)悉,BittWare成立于1989年,于2018年被Molex收購(gòu),同年11月,Molex公司旗下的Nallatech品牌被并入BittWare品牌,成為業(yè)界主導(dǎo)性的FPGA應(yīng)用品牌。作為Molex集團(tuán)的子公司,BittWare在成功設(shè)計(jì)和部署先進(jìn)FPGA加速器產(chǎn)品方面擁有30年的經(jīng)驗(yàn)。Achronix半導(dǎo)體公司總裁兼首席執(zhí)行官Robert Blake對(duì)媒體表示,“我們很高興能與基于FPGA的PCIe板卡市場(chǎng)的領(lǐng)先企業(yè)BittWare合作。他們?cè)诨贔PGA的PCIe板卡和解決方案的設(shè)計(jì)、制造和支持方面具有深厚專(zhuān)業(yè)知識(shí),可為我們的客戶提供一個(gè)世界級(jí)的平臺(tái),支持他們?nèi)ゼ涌扉_(kāi)發(fā)和部署一系列激動(dòng)人心的、全新的計(jì)算任務(wù)。”
BittWare在為高性能應(yīng)用成功開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)前沿技術(shù)方面有著悠久的歷史。BittWare總裁Jeff Milrod對(duì)媒體說(shuō)道:“與Achronix的合作充分利用了BittWare和Achronix的優(yōu)勢(shì),客戶將因此獲得巨大的、開(kāi)箱即用的優(yōu)勢(shì),并且可以利用Speedster7t FPGA芯片的各種先進(jìn)功能?!?/p>
據(jù)了解,BittWare提供帶有Achronix、Intel和Xilinx的FPGA技術(shù)的企業(yè)級(jí)計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)和傳感器處理加速器產(chǎn)品。這些可編程產(chǎn)品極大地提高了應(yīng)用性能和能效,同時(shí)降低了總體擁有成本。BittWare是唯一一家不依賴(lài)于特定FPGA供應(yīng)商的、針對(duì)批量關(guān)鍵應(yīng)用的企業(yè),能夠滿足大批量部署FPGA加速器的客戶的需求,包括企業(yè)級(jí)的認(rèn)證、驗(yàn)證、生命周期管理和支持要求。
BittWare致力于四個(gè)關(guān)鍵的應(yīng)用領(lǐng)域:
1、計(jì)算:使用更高的效率(性能/瓦特)和存儲(chǔ)帶寬來(lái)加速計(jì)算密集型應(yīng)用,BittWare提供了抽象的工具流,包括用于面向軟件的開(kāi)發(fā)的OpenCL。
2、網(wǎng)絡(luò):支持多個(gè)100G的線速,可選擇存儲(chǔ)量高達(dá)512 GB的DRAM,或用于隨機(jī)訪問(wèn)和低延遲的SRAM。應(yīng)用包括深度緩沖、用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包檢查的隨機(jī)訪問(wèn)和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化。
3、存儲(chǔ):支持多種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),包括PCIe、U.2和EDSFF等。為客戶的開(kāi)發(fā)或即時(shí)可用提供的開(kāi)放架構(gòu)平臺(tái),以及帶有Eideticom的NoLoad IP的預(yù)配置解決方案。
4、傳感器處理:我們的PCIe板卡支持多個(gè)I / O通道、時(shí)鐘同步、數(shù)字觸發(fā),以及帶有嵌入式乘法器和DSP切片的FPGA,以進(jìn)行高吞吐量的信號(hào)處理和調(diào)節(jié)。
總結(jié):作為一家全球化的私有的、采用無(wú)晶圓廠模式的半導(dǎo)體公司,Achronix公司是一家美國(guó)企業(yè),為客戶提供高性能FPGA和嵌入式FPGA(eFPGA)解決方案,產(chǎn)品包括可編程的FPGA結(jié)構(gòu)、具有硬連線系統(tǒng)級(jí)單元模塊的獨(dú)立高性能和高密度FPGA芯片、用于數(shù)據(jù)中心和高性能計(jì)算的硬件加速器板,以及支持所有Achronix產(chǎn)品的一流EDA軟件。Achronix公司與FPGA加速器產(chǎn)品供應(yīng)商BittWare兩家企業(yè)的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合也將帶來(lái)1+1>2的效果,為FPGA產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了活力和新勢(shì)力。