异构计算时代 国产FPGA如何抓住“芯”机遇？

毋庸置疑，新兴应用是刺激计算架构加速革新的根本驱动力。随着当下应用端对AI、机器学习、边缘计算、5G等新技术需求的日益暴涨，尤其像AI开始突破传统的图像处理应用，向语音识别和自然语言处理等更多全新领域开枝散叶。这也促进了异构计算的兴起，异构整合模式也由此成为当下芯片计算架构的主流发展方向，特别是“CPU+FPGA”的组合，吸引了一众半导体科技巨头的目光。

正如多年前的英特尔收购Altera一样，AMD收购XILINX，其实也就是看到了异构整合的市场趋势。尤其是数据中心领域，FPGA如今都是配合CPU一起使用，凭借自身强大的计算能力、低延时和灵活性，FPGA能够根据不同的场景、负载和需求，针对性的对计算、网络和存储进行加速和优化，特别适合数据中心和AI等大运算量的场景，能够充分弥补CPU的缺陷。

如今，越来越多的互联网公司，如微软、亚马逊AWS、阿里、腾讯，都在采用FPGA配合CPU作为云数据中心的硬件加速单元。按照英特尔的估计，2020年CPU+FPGA异构计算将占据云数据中心市场的1/3。CPU+FPGA拥有更高的单位功耗性能、更低时延和更快加速性能，在大数据和云计算领域将替代CPU+GPU，FPGA作为核心加速器市场容量也将由2018年的10亿美元增长到2023年将超过50亿美元。

对此，黄俊表示：“芯片原厂之间的并购会是一个常态。FPGA市场的并购案，大家最近比较关注的就是AMD公司收购XILINX，还有好奇多久以后Lattice可能会被谁收购。FPGA行业的并购发出一个明显的信号就是未来CPU+FPGA的应用场景在新兴的市场中潜力巨大，CPU和FPGA在性能上有互补性。对国产FPGA而言，各家都有陆续开始关注和推广SoC类的产品，这个方向对芯片的架构，软件开发环境提出了更高的要求。”

实际上，高云半导体在SoC方面，目前已经开始布局，黄俊告诉记者：“目前，我们有推出内嵌ARM Cortex M3硬核，或者ARM CortexM1、RISC-V软核的产品，也开始在AI边缘计算、工控、电力等市场开始有出货。对FPGA的存量市场，这些并购，对国产FPGA厂家还是有利的，因为大公司间的并购不可避免地会产生内部矛盾，对市场的影响是供货可能不稳，涨价以及未来产品方向的重点会有调整。国产FPGA品牌应该抓住这个机遇，在FPGA的存量市场做更多的替代。”

的确，随着国际巨头切换未来赛道，并购交易将使得国产厂商在传统FPGA市场迎来更多机会。毕竟目前，全球市场汽车类、人工智能类的FPGA新兴市场的增长很快，黄俊指出：“这两个市场是当前高云的产品可以适配的，并且已经取得一些进展，收获了不少订单。还有5G通信、数据中心等等需要高密度FPGA的市场，高云也在积极布局，陆续会推出更高密度更先进制程的FPGA。国内市场的国产化的范围会越来越大，替换也会加大。我们在国内市场肯定会更加重视，要抓住这个历史机遇。主要策略上的调整是针对市场的需求，在替换的过程中，同时增加产品的功能与提高产品的性能，使之更符合客户的硬要求。”

不过，为了国产品牌在FPGA领域能够基业长青，编者认为，复制传统大厂的老路可能意义不大，国产品牌需要倾注更多的“自主创新”元素来弥补自身不足。毕竟，传统堆积逻辑资源这条路径，显然已经不再适合FPGA未来可持续发展的需求，因此本土企业若想要在这条路上走得更远，架构革新是亟待考虑的问题；另一方面，应用的不断扩张，也将催生市场对FPGA功能的更加丰富的需求，未来FPGA内部的IP将不再只需要SerDes、ADC或者是Arm核，可能会加入更多新元素，这仅凭FPGA厂商一己之力显然是独木难支的，因此FPGA企业也应提前做好布局，尝试与外部资源做更多的融合，才能让国产FPGA更加稳健地走向国际高端市场、熠熠生辉。