半导体

推动FPGA发展箭在弦上,国内厂商须走差异化之路

作者:玲珍 鸿儒 炳欣来源:中国电子报、电子信息产业网发布时间:2018-07-26 08:26我要评论

7月25日,由中国电子报与深圳投资推广署共同举办的“第六届(2018)中国FPGA产业发展论坛”在深圳召开。

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作为四大通用集成电路芯片之一,FPGA(现场可编程门阵列)的重要性与CPU、存储器、DSP齐平。特别是在云计算、大数据、人工智能、工业互联网等技术成为电子信息产业新热点之际,FPGA在这些领域之中都发挥着不可替代的作用。中国既是FPGA的重要应用市场,也在FPGA产业上具有一定的基础。近年来,中国厂商在国际FPGA产业生态中开始拥有着相应地位。国家在扶持CPU、存储器等集成电路产业之后,提前布局大数据、云计算产业,推动FPGA的发展也是箭在弦上。

本次活动以“大数据时代FPGA的机遇与挑战”为主题,对中国FPGA产业发展与技术趋势进行了深入探讨。深圳市投资推广署副署长贾长胜、中国半导体行业协会常务副秘书长宫承和、广东高云半导体市场副总裁黄俊、京微齐力CEO 王海力、Lattice亚太区资深事业发展经理陈英仁、Microsemi 资深现场应用工程师张小卫、华为技术有限公司异构加速总架构师王琦等领导与嘉宾出席了本次会议。

中国半导体行业协会常务副秘书长宫承和:

协调产业链上下游企业推动国内FPGA发展

近年来,我国集成电路产业取得了良好的发展态势。根据中国半导体行业协会统计,2017年中国集成电路产业销售额达到5411.3亿元,同比增长24.8%。

2018年继续保持较高增长态势,第一季度销售额为1152.9亿元,同比增长20.8%。FPGA作为集成电路中的一个重要门类,存在着行业集中度高、后发者进入困难等问题。我国正在推进制造强国和网络强国建设,如何发展自主可控的FPGA产业是留给我们这些半导体从业者必须认真思考和解决的课题。

中国FPGA产业发展,需要产业链的支持、制造工艺技术的支持、EDA工具软件的支持以及下游应用开发的支持。中国半导体行业协会将发挥好桥梁作用,协调产业链上下游企业,推动FPGA等集成电路产业取得更大发展。

广东高云半导体市场副总裁黄俊:

在差异化和创新中寻求FPGA突破之路

目前,人们提到行业热点一般都会说ABC,即人工智能、大数据、云计算,以及物联网和边缘计算,这些新兴领域都会有FPGA(现场可编程逻辑器件)的身影,且对FPGA提出更高的要求。

要实现国产FPGA的突破,国内厂商需根据芯片本身的特点以及行业进入的难度,从小处着眼,从低密度FPGA产品开始做起,逐步向中高密度FPGA发展。国内厂商也应抓一些入口,如大数据的入口,与音视频、数据采集相关的物联网的入口。发展国产FPGA,必须靠自己,要有差异化,且注重解决方案,以这种方式真正赢得市场。在国内FPGA厂商提高自身技术实力的基础上,国家若给予政策或资金上的扶持,则是锦上添花。

目前,国内发展FPGA具有天时、地利、人和的优势,天时:全球飞速发展的半导体产业及中国政府对半导体行业的高度重视;地利:巨大的本土市场为FPGA产业提供了沃土;人和:人才资源建设和储备。

微软亚洲研究院异构计算组副研究员张宸:

两方面原因让微软布局FPGA

微软在2012年年底就开始了FPGA的探讨和研发。目前为止,微软已经在数据中心部署了25万台FPGA,成为部署FPGA最多的一家互联网公司。微软选择投资FPGA有两方面原因:一个原因是因为人工智能、机器学习等领域的神经网络需要几十亿、甚至几百亿的运算,因此需要极低的延迟。而FPGA高效、低延迟、低开销和规模化等优点完全迎合上面所有需求。另一个原因是FPGA优秀的可重构性。因为,可重构性可以在同样的数据中心部署同样的硬件资源,这种方案在实际使用的时候,可以重新配置成不同的硬件电路,从而提升规模化,进一步保护微软的投资。

目前,市场上的CPU需要通过FPGA才能够连接到网络,这种方式的优点是可以驱动人工智能应用,但是缺点也非常明显,它增大了网络带宽需求,而FPGA的带宽是非常有限的。针对这些问题,微软提出了分布式FPGA的架构,解决了CPU和网络的连接关系。

京威齐力CEO王海力:

中高端FPGA国产化需建设好生态环境

最近几年,FPGA逐渐发展为一种技术趋势。以前,FPGA是作为单一的个体进行简单的逻辑运算,现在,FPGA已经成为SoC的方向发展,越来越系统化与复杂化。未来,FPGA会成为非常关键的核心技术,在整个芯片的发展过程中扮演至关重要的角色。

要做国产FPGA,首先,硬件工程的实验技术和软件工程的开发技术都需要具备,各个方面环节都不能少。除了要具备软件工程和硬件工程,还要形成系列化的产品。同时,在建立自己产品体系的时候要关注专利和知识产权。中高端FPGA开发工具对发展国产FPGA也至关重要。除此之外,中高端FPGA国产化和产业化还需要生态环境和相关政策的支持。

中国电信北京研究院IP与未来网络研究中心IP技术总监解云鹏:

FPGA为vBRAS加速提供保障

现在IP网络已经成为全球信息交互和共享的平台,从原来的机器到机器的连接,发展到现在物和物、人和人之间的连接,成为无处不在的泛在网络。

现阶段,我们的网络主要是面向在线购物、电子银行,包括一些4K/8K高清视频,能够提供30亿数量级的连接和秒级的时延体验;到2025年,将面向智慧城市、智慧家庭,包括AR/VR的广泛应用,会提供1000亿数量级的连接数及亚毫秒级的时延;到2030年,随着远程医疗、全新通信的应用,预计会达到1万亿数量级的连接数及微毫秒的低时延。

目前FPGA在运营商的网络中已经有部分应用,运营商希望部署FPGA简化运维,提升管理效率,同时希望能够提供一些新的增值业务,以降低网络成本,同时能够拉动增长。

城域网虚拟化关键网元就是vBRAS,利用FPGA智能网卡能够提升vBRAS吞吐量。基于FPGA加速vBRAS具有如下优势:通过FPGA硬件实现VNF和NFVI中计算密集型部分,大幅度提升性能;减小CPU负载,提升能效,节能环保;可按需重构FPGA硬件逻辑,实现软件定义的灵活与敏捷。

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责任编辑:赵强

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