日廠紛紛公布FPGA研發(fā)成果 創(chuàng)造新商機(jī)

　　日本政府為重振日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，積極推動(dòng)各種先進(jìn)半導(dǎo)體研發(fā)計(jì)劃，其中一個(gè)類別就是FPGA(Field Programmable Gate Array)，希望配合人工智能(AI)、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、與大數(shù)據(jù)(Bigdata)等新技術(shù)，提供更高且更具彈性的機(jī)器人等技術(shù)應(yīng)用，并盡快超越目前仍處領(lǐng)先地位的GPU，創(chuàng)造新商機(jī)。

　　目前日本東北大學(xué)(Tohoku University)的羽生貴弘教授，正在研發(fā)耗電僅需現(xiàn)行FPGA約20%的產(chǎn)品，以磁力控制電路變化，可以讓電力只用在運(yùn)算回路上，不需通過其他電路，不僅運(yùn)算時(shí)可以大幅節(jié)省耗電，待機(jī)時(shí)耗電更不到現(xiàn)有產(chǎn)品的10%，可望減低應(yīng)用裝置的耗電。

　　而NEC方面開發(fā)的省電FPGA，則改用電阻低得多的銅為材料，不僅可以節(jié)省待機(jī)耗電，運(yùn)算時(shí)更有望將耗電量降低為現(xiàn)行產(chǎn)品的10分之1，回路所占面積大小也只有現(xiàn)在的4分之1。

　　而且NEC已經(jīng)把銅材料FPGA裝上測試用機(jī)器人的關(guān)節(jié)，用以控制關(guān)節(jié)馬達(dá)，確定即時(shí)控制機(jī)器人姿態(tài)時(shí)確有效用;接下來則是要讓這些FPGA與人工智能組合在同一臺(tái)機(jī)器人上，讓機(jī)器人移動(dòng)時(shí)能借由各種姿態(tài)測量資料，進(jìn)行自動(dòng)學(xué)習(xí)并修改回路，創(chuàng)造運(yùn)動(dòng)性能更高的機(jī)器人。

　　FPGA與現(xiàn)在常見的固定電路半導(dǎo)體不同，其內(nèi)部邏輯電路可在一定程度內(nèi)依照需要進(jìn)行修改，比起全部由軟體執(zhí)行運(yùn)算的一般半導(dǎo)體，更適合即時(shí)運(yùn)算與電路修改，雖然一般來說耗電較大，且在進(jìn)行固定類型運(yùn)算時(shí)，速度不容易比特制的固定電路產(chǎn)品快，但可即時(shí)修正電路則是很大的優(yōu)點(diǎn)。

　　目前FPGA多半用在手機(jī)的基地臺(tái)等產(chǎn)品中，但須進(jìn)行高速處理的數(shù)據(jù)中心，也逐漸強(qiáng)調(diào)FPGA的應(yīng)用，而在物聯(lián)網(wǎng)將逐漸普及的現(xiàn)在，強(qiáng)調(diào)即時(shí)處理的機(jī)器人或汽車領(lǐng)域，可望大規(guī)模采用FPGA。

　　因此現(xiàn)在強(qiáng)化FPGA相關(guān)技術(shù)的廠商，不只是日廠，美國微軟(Microsoft)公司的網(wǎng)路搜尋引擎，便在硬體部分采用FPGA，以利加速即時(shí)搜尋的處理速度;日本富士通(Fujitsu)旗下研究所也在測試安裝FPGA的伺服器系統(tǒng)，據(jù)此開發(fā)高速影像檢索技術(shù)，預(yù)定在2016年內(nèi)上市;英特爾(Intel)目前也對(duì)這領(lǐng)域有興趣。

　　不過在眼前，影像處理的GPU在即時(shí)運(yùn)算方面，仍勝過FPGA一籌，因此美國顯示器大廠nVidia在2016年4月就發(fā)表新產(chǎn)品，適于人工智能深度學(xué)習(xí)(Deep Learning)高速即時(shí)運(yùn)算的GPU，與FPGA爭奪市場，鹿死誰手還要看后續(xù)發(fā)展。