“從非常簡(jiǎn)單的LUT查找表和邏輯塊出發(fā)，到嵌入式的處理能力、高速的收發(fā)器、硬IP等都已經(jīng)在FPGA領(lǐng)域得到了實(shí)現(xiàn)?！甭殬I(yè)生涯中深度參與FPGA相關(guān)工作的AMD產(chǎn)品、軟件和解決方案公司副總裁Kirk Saban先生回顧說(shuō)，F(xiàn)PGA勝任大量高性能相關(guān)的復(fù)雜任務(wù)。

不斷演進(jìn)以適應(yīng)更廣泛的用戶群體

在過(guò)去40年中，F(xiàn)PGA開(kāi)發(fā)工具持續(xù)保持演進(jìn)以適應(yīng)從硬件工程師到軟件開(kāi)發(fā)者在內(nèi)的的更廣泛的用戶群體。

早期的FPGA主要采用SRAM編程技術(shù)，通過(guò)查找表（LUT）實(shí)現(xiàn)組合邏輯功能。隨著工藝的進(jìn)步，F(xiàn)PGA開(kāi)始集成嵌入式存儲(chǔ)塊和時(shí)鐘管理模塊，使其在通信等核心領(lǐng)域的應(yīng)用成為可能?。進(jìn)入新世紀(jì)后，F(xiàn)PGA開(kāi)始向系統(tǒng)級(jí)芯片（SoC）演進(jìn)，集成硬核處理器、支持高速串行接口和數(shù)字信號(hào)處理模塊，使其在視頻處理、無(wú)線通信等領(lǐng)域大放異彩??，F(xiàn)代FPGA已演變?yōu)楫悩?gòu)計(jì)算平臺(tái)，支持AI引擎、采用先進(jìn)封裝技術(shù)，支持高層次綜合（HLS）開(kāi)發(fā)，并提供完整的軟件開(kāi)發(fā)工具鏈?。

AMD在2012年發(fā)布了集成設(shè)計(jì)環(huán)境的Vivado工具，聚焦于那些編寫(xiě)RTL的硬件開(kāi)發(fā)人員，另一款開(kāi)發(fā)套件(SDK)Vitis，則可幫助傳統(tǒng)FPGA開(kāi)發(fā)人員基于Vivado來(lái)進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，無(wú)論是寫(xiě)嵌入式的C代碼還是HLS代碼，都能夠很好地進(jìn)行編譯以滿足需求。

面向AI市場(chǎng)，Vitis AI工具聚焦于與AMD CPU和GPU軟件的結(jié)合，在一個(gè)一體化的AI軟件框架之下進(jìn)行開(kāi)發(fā)，更好地助力客戶在AMD的硬件上訓(xùn)練其模型并從推理的角度進(jìn)行部署。

這些工具形成了很大的合力。特別是Vitis，因?yàn)閭?cè)重輔助軟件工程師，表現(xiàn)得更加突出。

FPGA開(kāi)發(fā)工具和流程的復(fù)雜性在一定程度上影響了其在邊緣智能領(lǐng)域的普及速度。AMD一直都在加大投入，提升其對(duì)于開(kāi)發(fā)人員的易用性，降低開(kāi)發(fā)門(mén)檻、提高開(kāi)發(fā)效率。

AI應(yīng)用，為FPGA帶來(lái)新機(jī)遇

FPGA在邊緣以及AI的應(yīng)用方面都具有非常強(qiáng)的能力，尤其是對(duì)時(shí)延要求、面向?qū)崟r(shí)處理的領(lǐng)域，更適合FPGA。另外，F(xiàn)PGA的自適應(yīng)性很強(qiáng)，不同的尺寸、不同的功耗、不同的價(jià)格以及不同性能的需求都可以得到良好地滿足和實(shí)現(xiàn)，為重要的基礎(chǔ)設(shè)施的AI應(yīng)用提供支持。

AMD一直都在盡最大的努力來(lái)開(kāi)發(fā)恰當(dāng)?shù)腁I編譯器技術(shù)來(lái)應(yīng)用于FPGA中。與此同時(shí)也試圖在AI軟件等方面推出相應(yīng)的解決方案，助力客戶能夠利用FPGA的能力。

針對(duì)小語(yǔ)言模型（SLM）和多模態(tài)AI模型越來(lái)越多出現(xiàn)在邊緣側(cè)設(shè)備上，AMD正試圖來(lái)打造一個(gè)一體化的軟件框架，在這樣的框架中，客戶可以在AMD的硬件上來(lái)訓(xùn)練他們的模型、進(jìn)行和推理相關(guān)的部署。在這個(gè)過(guò)程中，把合適的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器部署在器件上非常重要。AMD Versal系列產(chǎn)品以提供了極大的靈活性，確保以合適的NPU與想要部署的任何類(lèi)型的模型來(lái)進(jìn)行匹配。

AMD以非常獨(dú)特和關(guān)鍵的定位與多個(gè)不同的計(jì)算方式來(lái)輔助客戶來(lái)解決所有的問(wèn)題：既包括面向企業(yè)級(jí)應(yīng)用與消費(fèi)級(jí)應(yīng)用的CPU和GPU，也提供嵌入式的處理器如Zynq 7000和Zyng MPSoC這樣的產(chǎn)品線，以及包括Spartan UltraScale+、Spartan 7、Artix 7以及Artix UltraScale+等在內(nèi)的FPGA解決方案，以最適合需求的一種或多種計(jì)算性能的芯片來(lái)解決客戶面臨的所有挑戰(zhàn)。

可以說(shuō)，AI浪潮的興起，對(duì)于計(jì)算方面的性能需求達(dá)到了新的高度，既為FPGA注入了新的生命力，也促進(jìn)了半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展。

服務(wù)廣泛的行業(yè)市場(chǎng)需求

隨著邊緣AI和5G的普及，F(xiàn)PGA在汽車(chē)、機(jī)器人和AI領(lǐng)域的發(fā)展十分迅速。

現(xiàn)代化的智能汽車(chē)就像輪子上安裝的電腦，依靠一系列的電子元器件來(lái)提供支持，F(xiàn)PGA在這些領(lǐng)域的作用覆蓋了從ADAS、自動(dòng)駕駛乃至車(chē)載娛樂(lè)系統(tǒng)等多個(gè)領(lǐng)域。

FPGA還具備可編程的I/O等其他的一些能力，幫助客戶來(lái)實(shí)現(xiàn)需求，并進(jìn)行定制化的開(kāi)發(fā)。大量傳感器、攝像頭等一類(lèi)設(shè)備的存在，通常情況下這些邊緣側(cè)的應(yīng)用與AI形影相隨。因此，上述場(chǎng)景都是FPGA技術(shù)都是非常廣泛地發(fā)揮價(jià)值的所在。

從邊緣到端側(cè)，自動(dòng)化、自主性在不斷地提升，越來(lái)越多的自動(dòng)駕駛汽車(chē)、自動(dòng)駕駛無(wú)人機(jī)以及人形機(jī)器人等，都為AMD的FPGA的技術(shù)和能力提供了表現(xiàn)的舞臺(tái)。

“對(duì)于FPGA來(lái)說(shuō)，我們?cè)谖磥?lái)會(huì)看到更多在邊緣側(cè)的用例?！盞irk Saban說(shuō)。

支持并擴(kuò)充FPGA軟件生態(tài)系統(tǒng)

AMD一直都是開(kāi)源社區(qū)非常重要的貢獻(xiàn)者，極大地幫助開(kāi)發(fā)人員加快開(kāi)發(fā)時(shí)間。

大力地支持和倡導(dǎo)開(kāi)源的工具以及相應(yīng)的軟件，是AMD非常獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。在嵌入式的系統(tǒng)軟件以及FPGA中，AMD不僅大力倡導(dǎo)開(kāi)源性，同時(shí)還加強(qiáng)與Yocto等伙伴之間的合作，為開(kāi)發(fā)人員提供極具魯棒性的世界級(jí)軟件。

AMD關(guān)于AI的軟件生態(tài)系統(tǒng)也在通過(guò)一系列舉措并來(lái)打磨和增強(qiáng)，例如和Mipsology的并購(gòu)。通過(guò)充分地釋放AMD在硬件領(lǐng)域潛能，幫助自身和客戶更好地進(jìn)行嵌入式AI應(yīng)用的開(kāi)發(fā)。

以客戶需求為導(dǎo)向，優(yōu)化FPGA的開(kāi)發(fā)路線圖

AMD一直非常急切地聆聽(tīng)客戶的聲音，尤其是他們?cè)谖磥?lái)市場(chǎng)發(fā)展方面的需求。AMD的產(chǎn)品組合里也結(jié)合各種方式來(lái)滿足客戶的需求。與此同時(shí)，AMD也建立了多種不同類(lèi)型的以邊緣為基礎(chǔ)的SoC，應(yīng)對(duì)變化的客戶的市場(chǎng)需求以及未來(lái)的預(yù)期。AMD將繼續(xù)在FPGA方面不斷地開(kāi)發(fā)和演進(jìn)，尤其是在以邊緣為基礎(chǔ)的SoC的產(chǎn)品方面，以滿足客戶不同的需要。

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