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超越FPGA,赛灵思的“野心”与“进化”!

2018-10-23
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来源 |   ©  芯师爷原创组作品

作者丨  ©  芯师爷


“我虽然跑的并不是很快,但我很喜欢长跑。在设定目标之后,只要不断坚持,不断改变和进步就能够实现目标”——这是赛灵思总裁兼首席执行官Victor Peng在16日开发者大会上的开场白。


赛灵思总裁兼首席执行官Victor Peng


而这也在一定程度上代表了赛灵思公司的发展情况。作为FPGA的发明者,但是在30多年的发展过程中,全球整个FPGA市场规模还不到100亿美元,在半导体产业中占比非常低,而这与其重要性是非常不对称的。除此之外,全球计算已经开始从通用CPU向人工智能迁移。为此,FPGA乃至赛灵思也是时候要做出改变了。


1

不再是一家FPGA公司


实际意义上,任何改变都不是一朝一夕就能够完成。早在四年前,赛灵思就开始了其“新物种”的开发,而这就是在今年年初首次亮相的自适应计算加速平台ACAP(Adaptive Compute Acceleration Platform)。作为接下来战略转型的关键,赛灵思也将其定义为区别于CPU、GPU及FPGA的全新产品类别。


ACAP是一款高度集成的多核异构计算平台,能根据各种应用与工作负载的需求从硬件层对其进行灵活修改。ACAP 可在工作过程中进行动态调节的自适应能力,实现了 CPU 与 GPU 所无法企及的性能与性能功耗比。



基于此,Victor Peng也对宣布了赛灵思的战略转型计划,那就是打造灵活应变、万物智能的世界。他表示:“随着 AI 和大数据的爆炸性发展以及摩尔定律的放缓,行业已经走到了一个关键的转折点。芯片设计的周期已经无法跟上创新的脚步。未来我们将不再是一家FPGA公司,而是一家平台提供商。通过芯片、器件、模型、开发者工具、IP服务等生态构建,以满足开发者面临的变化挑战。”


作为承载着向平台提供商转型的重要一步,赛灵思也正式宣布推出基于ACAP平台的首款产品组合——Versal系列,将采用台积电7 nm FinFET工艺技术。该产品组合包括 6 个系列的器件,其独特架构针对云端、网络、无线通信乃至边缘计算和端点等不同市场的众多应用提供了可扩展性和 AI 推断功能。   


Versal系列产品路线图


回顾赛灵思的产品发展历程,从FPGA到ACAP平台,在过去三十多年时间内,提升的不仅仅是芯片性能,更重要的是由“硬”变“软”的转变。 Versal ACAP的硬件和软件均可由软件开发者、数据科学家和硬件开发者进行编程和优化,这无疑进一步增加了其通用性和灵活性。而这背后则要归功于,赛灵思符合业界标准设计流程的一系列工具、软件、库、IP、中间件和框架。


为此,赛灵思也首先推出了基础的Versal Prime 系列,以应对多个市场的灵活性。与此同时,赛灵思也同时推出了Versal AI Core 系列,相对于业界领先的 GPU,AI 推断性能预计能提升8倍,对于未来布局的意味非常明显。而后续的Versal 旗舰系列以及HBM 系列也将在之后的时间陆续推出。


2

数据中心仍是未来重心


而具体到业务方面,数据中心仍将是赛灵思未来的重要方向。为此,赛灵思也推出了功能强大的加速器卡——Alveo ,用来大幅提升云端和本地数据中心中业界标准服务器的性能。从架构来看,Alveo 系列并没有采用最新的ACAP平台,而是基于UltraScale+™ FPGA。



目前,Alveo 系列U200  U250 已经开始接受订单。就机器学习而言,Alveo U250实时推断 吞吐量比高端 CPU高出20倍,相对于高端 GPU等固定功能的加速器,能让2毫秒以下的低时延应用性能提升4倍以上。此外,Alveo加速器卡相对于 GPU 能将时延减少3倍,在运行实时推断应用时提供显著的性能优势。数据库搜索等一些应用可从根本上得到加速,性能比CPU高90倍以上。


基于显著的性能提升,Alveo系列得到合作伙伴和 OEM 厂商生态系统的支持,已有14 家生态系统合作伙伴开发完成的应用可立即投入部署。与此同时,赛灵思也分别联合华为和浪潮发布了最新的FPGA加速卡。


其中,浪潮联合赛灵思发布的全球首款集成 HBM2 高速缓存的 FPGA AI 加速卡 F37X,可在不到 75W 典型应用功耗提供 28.1TOPS 的 INT8 计算性能和 460GB/s 的超高数据带宽,适合于机器学习推理、视频转码、图像识别、语音识别、自然语言处理、基因组测序分析、NFV、大数据分析查询等各类应用场景,实现高性能、高带宽、低延迟、低功耗的AI计算加速。


赛灵思的数据中心副总裁 Manish Muthal 指出,Alveo加速器卡的推出进一步推进了赛灵思向平台公司的转型,使不断增长的应用合作伙伴生态系统以比以往更快的速度加速创新。


3

AI时代赛灵思的“野心”


从产品的定位来看,此次赛灵思发布的Versal和Alveo系列两款重磅产品,虽然面向的市场方向不尽相同,但其背后都是针对AI加速。而从直接对飙CPU和GPU运算数据方面,也透露出赛灵思在AI时代的“野心”。



据赛灵思执行副总裁Salil Raje介绍,灵活应变的硬件将会改变整个AI时代,而赛灵思就是要加速这一过程,不管是在边缘还是在云端。我们都知道,AI主要包括训练和推断两个阶段,在训练阶段海量的数据才是关键,通用处理器即可满足运算工作。而到了推断阶段,AI将面临全新的挑战,那就是创新加速、更加边缘化、延迟和功耗要求更高、整体加速等,而这就是赛灵思重点关注的领域。


实际上,硅片更新的周期远远跟不上AI创新的速度,已经成为行业的共识。只有灵活应变的硬件才能应对推断所面临的挑战,而这就是FPGA的天然优势。



正如Victor Peng所言,在AI领域不只是机器学习,赛灵思要做的事情就是整体应用加速,而这依靠的则是基于FPGA的丰富的产品系列。基于在性能、低延迟、低功耗、灵活设计等方面的优势,Versal系列产品组合将成为未来AI加速的主力军。


小结:


“我们不再是一家FPGA公司”,并不意味着赛灵思抛弃了FPGA。而是在异构计算时代,从FPGA又开始了一次新的进化!


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