Xilinx祭出Vitis統(tǒng)一軟件平臺，面向軟硬件和AI等所有開發(fā)者

這幾年，很多芯片硬件公司在向軟件和生態(tài)環(huán)境方向下功夫。例如近日，賽靈思公司（Xilinx）發(fā)布重磅產(chǎn)品——Vitis統(tǒng)一軟件平臺，把應(yīng)用領(lǐng)域拓得更寬，可以讓包括軟件工程師和 AI 科學(xué)家在內(nèi)的廣大開發(fā)者受益于硬件靈活應(yīng)變的優(yōu)勢。

Vitis 統(tǒng)一軟件平臺

眾所周知，賽靈思是 FPGA、硬件可編程 SoC 及 ACAP（自適應(yīng)加速平臺） 的發(fā)明者，這幾年一直向軟件方向和AI方向發(fā)力，以利于其硬件的開發(fā)和應(yīng)用。前幾年就推出了Vivado設(shè)計套件，此次新的Vitis更進(jìn)一步。

歷經(jīng)五年、投入總計 1000 個人工年而打造，Vitis 統(tǒng)一軟件平臺無需用戶深入掌握硬件專業(yè)知識，即可根據(jù)軟件或算法代碼自動適配和使用賽靈思硬件架構(gòu)。此外，Vitis 平臺不限制使用專有開發(fā)環(huán)境，而是可以插入到通用的軟件開發(fā)工具中，并利用豐富的優(yōu)化過的開源庫，使開發(fā)者能夠?qū)Ｗ⒂谒惴ǖ拈_發(fā)。

那么，Vitis和原有的Vivado的關(guān)系如何？Vitis 獨(dú)立于 Vivado 設(shè)計套件，后者仍然繼續(xù)為希望使用硬件代碼進(jìn)行編程的用戶提供支持。但是，Vitis 也能夠通過將硬件模塊封裝成軟件可調(diào)用的函數(shù)，從而提高硬件開發(fā)者的工作效率。 

 賽靈思大中華區(qū)銷售副總裁唐曉蕾在介紹 Vitis 發(fā)布的行業(yè)意義時指出，當(dāng)前呈現(xiàn)邊緣與云端的統(tǒng)一化趨勢，以及人工智能飛速發(fā)展。隨著計算需求呈指數(shù)級增長，工程師與科學(xué)家常常受到固定芯片性能的局限。賽靈思打造的Vitis設(shè)計環(huán)境，使各學(xué)科領(lǐng)域的編程人員與工程師能夠使用他們已熟知并掌握的工具和框架，共同開發(fā)與優(yōu)化他們的軟硬件。這意味著他們可以根據(jù)自己的應(yīng)用調(diào)整硬件架構(gòu)，而不需要新型芯片。

賽靈思軟件和人工智能高級經(jīng)理羅霖介紹了里程碑式的Vitis統(tǒng)一軟件平臺，揭開了其如何通過軟件革新，解鎖軟件開發(fā)者的硬件加速壁壘，將其獨(dú)特的自適應(yīng)計算能力帶給全員開發(fā)者的新篇章。

VITIS 堆棧

Vitis 平臺構(gòu)建在基于堆棧的架構(gòu)之上，該架構(gòu)可以無縫插入到開源的標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)系統(tǒng)與構(gòu)建環(huán)境，而且最重要的是，它包含一套豐富的標(biāo)準(zhǔn)庫。 

圖Vitis 堆棧

如上圖，基礎(chǔ)層是 Vitis 目標(biāo)平臺。該平臺由電路板和預(yù)編程 I/O構(gòu)成。

第2層稱為 Vitis 核心開發(fā)套件，覆蓋開源賽靈思運(yùn)行時庫，以管理不同域間的數(shù)據(jù)移動，包括子系統(tǒng)、即將發(fā)布的 Versal ACAP內(nèi)的 AI 引擎和必要的外部主機(jī)。此外，該層也提供編譯器、分析器和調(diào)試器等核心開發(fā)工具。雖然賽靈思提供的是一流的設(shè)計環(huán)境，但是這些工具設(shè)計的目的是能與業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)建系統(tǒng)與開發(fā)環(huán)境無縫集成。

在第3層，8個Vitis 庫提供 400 余種優(yōu)化的開源應(yīng)用。這8個庫分別是：Vitis 基本線性代數(shù)子程序（BLAS）庫、Vitis 求解器庫、Vitis 安全庫、Vitis 視覺庫、Vitis 數(shù)據(jù)壓縮庫、Vitis 計量金融庫、Vitis 數(shù)據(jù)庫集和 Vitis AI 庫。借助這些庫，軟件開發(fā)者可以使用標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用編程接口（API）來實(shí)現(xiàn)硬件加速。 

Vitis AI 和特定領(lǐng)域架構(gòu)

Vitis 平臺的第 4 層，也是最具有變革意義的一層是 Vitis AI。它集成了特定領(lǐng)域架構(gòu)（DSA）。DSA 提供了針對AI模型的硬件實(shí)現(xiàn)，開發(fā)者可以使用包括 TensorFlow 和 Caffe 等業(yè)界領(lǐng)先框架對其進(jìn)行配置與編程。Vitis AI 提供的工具鏈能在數(shù)分鐘內(nèi)完成優(yōu)化、量化和編譯操作，在賽靈思器件上高效地運(yùn)行預(yù)先訓(xùn)練好的AI模型。此外，它也為從邊緣到云端的部署提供了專用 API，實(shí)現(xiàn)業(yè)界一流的推斷性能與效率。

賽靈思很快還將推出另一個 DSA（Vitis Video），支持從 FFmpeg 直接進(jìn)行編碼并提供同樣超級簡單且功能極強(qiáng)大的端到端視頻解決方案。由合作伙伴公司提供的 DSA 包括：與 GATK 集成用于基因分析的Illumina，與ElasticSearch 集成用于大數(shù)據(jù)分析的BlackLynx，以及當(dāng)前我們客戶正在使用的專有DSA。

VITIS 開發(fā)者網(wǎng)站

賽靈思還宣布推出了一個開發(fā)者網(wǎng)站，方便開發(fā)者獲取示例、教程和文檔，同時作為連接Vitis開發(fā)者社區(qū)的空間。它將由賽靈思和Vitis專家及愛好者共同管理，并將提供Vitis有關(guān)的最新更新、提示和技巧的寶貴信息。