芯片,，是最近的熱門話題,，我們要關(guān)注的不僅僅是手機(jī)芯片，也要關(guān)注汽車芯片,，更何況智能網(wǎng)聯(lián)汽車業(yè)需要大量的芯片，其中,，最重要的就是自動(dòng)駕駛計(jì)算平臺(tái)需要用到的芯片,。
北京時(shí)間5月21日，總部位于美國加州圣克拉拉市的半導(dǎo)體公司Achronix,，在中國深圳舉辦交流會(huì),，宣布推出全新的7nm FinFETSpeedster7t系列產(chǎn)品，該產(chǎn)品可以滿足人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)（AI/ML）和高帶寬數(shù)據(jù)加速應(yīng)用的需求,。
人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的一大應(yīng)用就是自動(dòng)駕駛,，領(lǐng)頭羊Waymo采用的是英特爾CPU+Altera FPGA的方案來解決自動(dòng)駕駛所需要的數(shù)據(jù)融合和算法處理，因?yàn)镻FGA作為硬件加速器,，可以作為GPU的有效補(bǔ)充,，應(yīng)用為汽車主控芯片。
據(jù)Achronix總裁兼首席執(zhí)行官Robert Blake介紹,，Speedster7t系列基于一種高度優(yōu)化的全新架構(gòu),，從而獲得有類似ASIC一樣的性能,、可簡化設(shè)計(jì)的FPGA靈活性和增強(qiáng)功能，會(huì)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的FPGA解決方案,。
在中國自動(dòng)駕駛領(lǐng)域,，也有部分的公司采用了FPGA的方案，配合CPU或者GPU,，搭建自己的解決方案,，Achronix新推出的7nm FPGA系列產(chǎn)品Speedster7t，提供了Altera,、Xilinx之外的多一種選擇,，也給國內(nèi)FPGA廠商壓力。
01 FPGA在自動(dòng)駕駛的應(yīng)用
智能網(wǎng)聯(lián)汽車對(duì)計(jì)算的要求在不斷提高,，尤其是自動(dòng)駕駛技術(shù)在面臨多傳感器數(shù)據(jù)融合處理的問題,，傳統(tǒng)的汽車MCU的算力是滿足不了要求了，GPU,、FPGA,、ASIC等AI芯片就開始進(jìn)入汽車市場。
正如前面所言,，自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的全球領(lǐng)頭羊Waymo,，也是采用CPU+FPGA的方案，其計(jì)算平臺(tái)采用了英特爾Xeon 12核以上CPU,，搭配了Altera的Arria系列FPGA芯片,，并且采用英飛凌的Aurix系列MCU作為CAN或FleRay網(wǎng)絡(luò)的通信連接。
在中信證券許英博的研究報(bào)告認(rèn)為,，在汽車主控芯片領(lǐng)域,，GPU 仍將保持通用汽車主控芯片的主流地位， FPGA作為有效補(bǔ)充,， ASIC 將成終極方向,。
目前，人工智能及智能駕駛算法尚未定型,，GPU作為通用加速器,，預(yù)計(jì)仍將在相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)保持其汽車主控芯片的主流地位； FPGA 作為硬件加速器,， 料將成為 GPU 的有效補(bǔ)充,；將來如果全部或部分智能駕駛算法得以固化， ASIC 將成為最優(yōu)性價(jià)比的終極選擇,。
下面是GPU,、FPGA和ASIC各個(gè)芯片的一些特點(diǎn)：
GPU：通用性強(qiáng)、速度快,、效率高,。適合用在深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練方面,，但是性能功耗比較低；
FPGA：具有低能耗,、高性能以及可編程等特性,。相對(duì)于 CPU 與 GPU 有明顯的性能或者能耗優(yōu)勢(shì)，但對(duì)使用者要求高,；
ASIC：可以更有針對(duì)性地進(jìn)行硬件層次的優(yōu)化,，從而獲得更好的性能、功耗比,。弊端在于ASIC 芯片的設(shè)計(jì)和制造需要大量的資金,、較長的研發(fā)周期和工程周期，而且深度學(xué)習(xí)算法仍在快速發(fā)展,，若深度學(xué)習(xí)算法發(fā)生大的變化,，F(xiàn)PGA 能很快改變架構(gòu)，適應(yīng)最新的變化,，ASIC 類芯片一旦定制則難于進(jìn)行修改,。
但就現(xiàn)階段而言，F(xiàn)PGA讓自動(dòng)駕駛開發(fā)更具靈活性當(dāng)前處于自動(dòng)駕駛發(fā)展的“試錯(cuò)”階段,，算法的更新迭代周期非常短,，這給FPGA更多的市場機(jī)會(huì)。根據(jù)市場調(diào)研公司Semico Research的預(yù)測,，人工智能應(yīng)用中FPGA的市場規(guī)模,，將會(huì)在未來4年增長3倍，達(dá)到52億美元,。
02 7nm的Speedster7t
除了采用7nm FinFET工藝制造（7nm真的很貴?。琒peedster7t系列產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)在于全新的架構(gòu),，以平衡片上處理,、互連和外部輸入輸出接口（I/O），以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用吞吐量的最大化,，這些應(yīng)用場景可見于基于邊緣計(jì)算和基于服務(wù)器的AI/ML應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)處理和存儲(chǔ),。
高性能計(jì)算和機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)的一個(gè)重點(diǎn)要求就是高片外存儲(chǔ)器帶寬,，這樣可以為多個(gè)數(shù)據(jù)流提供存儲(chǔ)源和緩沖，據(jù)介紹,，Speedster7t器件是唯一支持GDDR6的FPGA,，每個(gè)GDDR6存儲(chǔ)器都能夠支持512Gbps的帶寬，多達(dá)8個(gè)GDDR6控制器則可以支持4Tbps的GDDR6累計(jì)帶寬,。
Speedster7t系列產(chǎn)品之所以能夠支持如此高的帶寬,，是因?yàn)樵撓盗挟a(chǎn)品專門為高帶寬應(yīng)用進(jìn)行了設(shè)計(jì),，具有一個(gè)革命性的全新二維片上網(wǎng)絡(luò)（2D NoC），以及一個(gè)高密度全新機(jī)器學(xué)習(xí)處理器（MLP）模塊陣列,，從而把FPGA的可編程性與ASIC的布線結(jié)構(gòu)和計(jì)算引擎結(jié)合起來,，創(chuàng)造了一類全新的“FPGA+”技術(shù)。
正如前面所言,，可能現(xiàn)階段自動(dòng)駕駛還處于“試錯(cuò)”階段,，F(xiàn)PGA可編程的特點(diǎn)可以在現(xiàn)在贏得市場，但是隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展,，其算法逐漸穩(wěn)定,，需要將算法進(jìn)行SoC的時(shí)候，可能就是ASIC的天下了,。
對(duì)于Speedster7t的設(shè)計(jì)方Achronix公司而言,，這個(gè)問題已經(jīng)考慮到了，基于Achronix公司是一家既提供獨(dú)立FPGA芯片又提供Speedcore嵌入式FPGA（eFPGA）半導(dǎo)體知識(shí)產(chǎn)權(quán)（IP）的公司,，Achronix在SpeedcoreEFPGA IP中采用了與Speedster7t FPGA中使用的同一種技術(shù),，可支持從Speedster7t FPGA到ASIC的無縫轉(zhuǎn)換。
FPGA應(yīng)用通常具有必須保持可編程性的功能,，而其他固定功能則是應(yīng)用于特定的系統(tǒng)應(yīng)用,。對(duì)于ASIC的轉(zhuǎn)換而言，固定功能可以被固化進(jìn)ASIC結(jié)構(gòu)中,，從而減少芯片面積,、成本和功耗。
據(jù)Achronix介紹,，當(dāng)使用SpeedcoreeFPGA IP將Speedster7t FPGA轉(zhuǎn)換為ASIC時(shí),，用戶有望節(jié)省高達(dá)50%的功耗并且降低90%的成本。這個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)的話,，可以讓Achronix公司的Speedster7t系列產(chǎn)品,，在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，應(yīng)該會(huì)有著較好的應(yīng)用前景,。
03
Achronix總裁兼首席執(zhí)行官Robert Blake在深圳交流會(huì)后,，就馬不停蹄地前往北京，接著在北京時(shí)間5月22日與當(dāng)?shù)孛襟w進(jìn)行交流,。值得關(guān)注的一個(gè)細(xì)節(jié)就是,，Speedster7t在美國當(dāng)?shù)匕l(fā)布的時(shí)間（北京時(shí)間5月21日23：00）還是位于中國之后的，可見Achronix對(duì)中國市場的重視,。
當(dāng)問及當(dāng)前的貿(mào)易環(huán)境時(shí),，Robert Blake表示專注于自己能做的事情上，并且看好中國市場。在Robert Blake在深圳與媒體交流的時(shí)候,，華為任正非在同一時(shí)間接受媒體采訪,，也談及了相關(guān)內(nèi)容，其談話內(nèi)容也在朋友圈刷屏了,，相信大多數(shù)讀者都看到了,。
總結(jié)就是，市場很大,、機(jī)會(huì)很大,、諸君努力。