對于一個(gè)從事芯片設(shè)計(jì)的工程師而言，無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)然還有近年來被廣為提及的類腦芯片。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芯片，相對于這兩種而言，它的應(yīng)用領(lǐng)域相對集中化，但是在很多特定領(lǐng)域，它的優(yōu)勢非常明顯，甚至不可替代，F(xiàn)PGA對于芯片設(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)療和測試等大數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域有很好的應(yīng)用。近年來，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，以邊緣計(jì)算和人工智能等技術(shù)主導(dǎo)的市場成為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)體知識產(chǎn)權(quán)Achronix公司與Molex旗下的一家領(lǐng)先企業(yè)級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，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公司市場營銷副總裁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)品以及公司在中國市場的最新進(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

相對于其它類型的芯片設(shè)計(jì)，F(xiàn)PGA芯片是一種更高門檻的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，這也就導(dǎo)致了市場上的玩家并不是很多，就全球而言，從事FPGA芯片知識產(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公司市場營銷副總裁Steve Mensor對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，這是針對未來數(shù)據(jù)中心量身定做的高端加速卡。

因?yàn)镕PGA芯片不只是簡單的研究和設(shè)計(jì)芯片，它會針對自己的應(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)相對于GPU等更簡單，而且性能和功效肯定更好。通常情況下，這種類型的芯片內(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，在配置邏輯門列陣上，它是很靈活的，所以非常有優(yōu)勢。對于芯片設(shè)計(jì)常用的數(shù)字時(shí)鐘管理模塊、嵌入式塊RAM、內(nèi)嵌專用硬核等都是可以優(yōu)化，將效率達(dá)到最佳。

如果沒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芯片來快速開發(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。

Steve Mensor說道：“最新推出的VectorPath加速卡包括一整套Achronix的ACE開發(fā)工具，以及BittWare的基板管理控制器和開發(fā)工具包，其中包括API、PCIe驅(qū)動程序、診斷自測和應(yīng)用示例設(shè)計(jì)，以提供快速的、開箱即用的體驗(yàn)。專為原型設(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I／O，這些組合邏輯和聯(lián)接方式，都會對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帶來的機(jī)遇將是空前的，Achronix公司市場營銷副總裁Steve Mensor認(rèn)為，數(shù)據(jù)中心加速器市場預(yù)計(jì)將從2018年的28．4億美元增長到2023年的211．9億美元，F(xiàn)PGA預(yù)計(jì)將是年復(fù)合增長率最高的細(xì)分市場，該增長將由企業(yè)級工作負(fù)載加速應(yīng)用對FPGA越來越多的采用而驅(qū)動。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20 Tbps，可將數(shù)據(jù)從高速接口移動到FPGA邏輯架構(gòu)，或跨越FPGA邏輯架構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)移動。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1＋1＞2的效果

據(jù)悉，BittWare成立于1989年，于2018年被Molex收購，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對媒體表示，“我們很高興能與基于FPGA的PCIe板卡市場的領(lǐng)先企業(yè)BittWare合作。他們在基于FPGA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業(yè)知識，可為我們的客戶提供一個(gè)世界級的平臺，支持他們?nèi)ゼ涌扉_發(fā)和部署一系列激動人心的、全新的計(jì)算任務(wù)?！?/p>

BittWare在為高性能應(yīng)用成功開發(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對媒體說道：“與Achronix的合作充分利用了BittWare和Achronix的優(yōu)勢，客戶將因此獲得巨大的、開箱即用的優(yōu)勢，并且可以利用Speedster7t FPGA芯片的各種先進(jìn)功能。”

據(jù)了解，BittWare提供帶有Achronix、Intel和Xilinx的FPGA技術(shù)的企業(yè)級計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲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是唯一一家不依賴于特定FPGA供應(yīng)商的、針對批量關(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）和存儲帶寬來加速計(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發(fā)的OpenCL。

2、網(wǎng)絡(luò)：支持多個(gè)100G的線速，可選擇存儲量高達(dá)512 GB的DRAM，或用于隨機(jī)訪問和低延遲的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)訪問和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化。

3、存儲：支持多種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，包括PCIe、U．2和EDSFF等。為客戶的開發(fā)或即時(shí)可用提供的開放架構(gòu)平臺，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)行高吞吐量的信號處理和調(diào)節(jié)。

總結(jié)：作為一家全球化的私有的、采用無晶圓廠模式的半導(dǎo)體公司，Achronix公司是一家美國企業(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1＋1＞2的效果，為FPGA產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了活力和新勢力。