進(jìn)軍數(shù)據(jù)中心，F(xiàn)PGA需要做這些轉(zhuǎn)變

　　這兩年，賽靈思提出了“數(shù)據(jù)中心優(yōu)先”戰(zhàn)略，推出了加速卡，ACAP（自適應(yīng)計算加速平臺）及Vitis軟件平臺，成立了數(shù)據(jù)中心事業(yè)部。這家傳統(tǒng)的FPGA、SoC芯片廠商，如何看待數(shù)據(jù)中心的機(jī)會？面對的挑戰(zhàn)是什么？為此，電子產(chǎn)品世界等媒體采訪了賽靈思執(zhí)行副總裁兼數(shù)據(jù)中心事業(yè)部總經(jīng)理Salil Raje。

賽靈思 執(zhí)行副總裁兼數(shù)據(jù)中心事業(yè)部總經(jīng)理 Salil Raje

1 數(shù)據(jù)中心的三大機(jī)會

賽靈思“數(shù)據(jù)中心優(yōu)先”戰(zhàn)略包括3個細(xì)分層面：計算，網(wǎng)絡(luò)，存儲。其中最大的市場規(guī)模是計算，2025年預(yù)計會達(dá)到70~80億美元的總體規(guī)模；另外2個領(lǐng)域，即網(wǎng)絡(luò)和存儲的增速非常快。從賽靈思的收入角度來看，未來幾年在這3個層面會平均分配。

在計算層面，現(xiàn)在大型的云服務(wù)廠商推出自己的AI芯片和加速卡，像亞馬遜、百度、阿里等，但不會為賽靈思的業(yè)務(wù)帶來很大的影響，因?yàn)樗谐笠?guī)模的云服務(wù)提供商還是需要足夠的算力，賽靈思的加速器可以解決一部分的算力。例如谷歌有自己的TPU，但是同時用了很多賽靈思的加速器。

中國的數(shù)據(jù)中心市場的特點(diǎn)是創(chuàng)新速度非?？?，包括在社交媒體、智慧城市、物聯(lián)網(wǎng)等。從技術(shù)層面來看，中國的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和北美超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心相比，沒有絕對的差別；而且中國的產(chǎn)品也需要很強(qiáng)的自適應(yīng)能力。在此，賽靈思的產(chǎn)品非常契合，因?yàn)橘愳`思的解決方案并不是固定不變的，而是可以很容易適配和調(diào)整的；可以說，任何在北美超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心使用的方案，來到中國也可以很好地適配。

2 相比友商的優(yōu)勢  

賽靈思對于數(shù)據(jù)中心市場很有信心，主要有3個原因。

1）賽靈思的產(chǎn)品有強(qiáng)大的自適應(yīng)能力。賽靈思的產(chǎn)品是硬件可編程的，應(yīng)用就像用軟件編程的器件，可以針對應(yīng)用進(jìn)行定制，針對數(shù)據(jù)流，包括內(nèi)存以及精度都可以定制化，而且是針對不同的工作負(fù)載來進(jìn)行定制化的。

2）賽靈思FPGA有很強(qiáng)的帶寬處理能力。隨著一些數(shù)據(jù)流進(jìn)來的時候，賽靈思FPGA可以同時進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，不用等到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到SSD或其它的一些存儲器件上。所以賽靈思的FPGA方案完全可以做到實(shí)時或同時處理。

3）小巧。Alevo加速卡有可小可中可大的外形，而且這些數(shù)據(jù)可以存儲在任何一個位置，即卸載到計算或者網(wǎng)絡(luò)，或者SSD的任何一個位置。例如2018年三星推出智能SSD，賽靈思有一個很小的芯片在其SSD里。

那么，賽靈思宣布了Vitis軟件方案，與此同時，英特爾也宣布了oneAPI軟件策略。未來FPGA競爭的焦點(diǎn)將會從單純的產(chǎn)品轉(zhuǎn)到面向應(yīng)用的平臺化上？

Salil Raje稱，英特爾的oneAPI是最新出來的，而且目前是Beta版本，主要針對英特爾自己的器件，包括CPU、GPU以及未來有FPGA的。實(shí)際上，成功的關(guān)鍵不僅在于有一個統(tǒng)一的API，更在于有強(qiáng)大的編譯功能，而且要針對不同器件來設(shè)定目標(biāo)。賽靈思的HLS（高層次綜合軟件）研發(fā)10年后推出來的，而且賽靈思的API是開源的、自適配的、靈活的。

值得強(qiáng)調(diào)的是，賽靈思的Vitis可以跨界，包括云端和邊緣。賽靈思鼓勵所有板卡的開發(fā)人員和供應(yīng)商創(chuàng)建自己的板卡和平臺，只要和Vitis兼容，開發(fā)人員可以使用Vitis相應(yīng)的軟件。賽靈思建議是一種開源的統(tǒng)一編寫的方法論。

3 Vitis軟件和硬件的關(guān)系

有了Vitis，是否以后開發(fā)不需要硬件開發(fā)者了？

確實(shí)，在美國有一個趨勢，硬件工程人數(shù)越來越少，但是賽靈思的側(cè)重點(diǎn)是既針對硬件，也針對軟件的開發(fā)人員。

因此，還是要對硬件有一定的支持。這就像只在X86基礎(chǔ)上編寫的程序，不可能直接移到GPU上一樣；反過來也如此，用C++編寫了以后，不可能在X86和GPU自由地遷移。

在Vitis平臺之前，賽靈思已有針對硬件開發(fā)人員的Vivado，是2012年推出的，在此基礎(chǔ)上，2018年賽靈思推出了SDAccel、SDSoC等產(chǎn)品（如下圖）。而2019年推出的Vitis主要針對軟件，把云、邊緣、端點(diǎn)全部集合在一起。

關(guān)于加速器Alveo，目前有4種型號，增速最快的是單槽半高的，即U50（如下圖）。此外，賽靈思還有大的U280，是針對HMB2(Host Memory Buffer，主機(jī)內(nèi)存緩沖技術(shù))的。

4 向平臺過渡的挑戰(zhàn)

從傳統(tǒng)的半導(dǎo)體公司轉(zhuǎn)成平臺化公司，最大的挑戰(zhàn)不是來自于技術(shù)層面——實(shí)際上技術(shù)已非常成熟?，F(xiàn)在，賽靈思希望能夠打開知名度，讓更多來自軟件開發(fā)人員社區(qū)的朋友們更了解賽靈思，了解賽靈思在計算領(lǐng)域的超強(qiáng)算力，也了解賽靈思加速的不只是計算，而是整體加速，也加速存儲，也有智能網(wǎng)卡可以加速網(wǎng)絡(luò)。

那么，賽靈思在FPGA產(chǎn)品形態(tài)上一直在演進(jìn)，從原來單純FPGA，到后面的結(jié)合arm CPU融合的SoC形態(tài)，再到ACAP，傳統(tǒng)的FPGA形態(tài)是否會被新的形態(tài)完全取代？

Salil Raje稱絕對不會，因?yàn)橘愳`思的核心價值主張就是FPGA，它是自適應(yīng)的架構(gòu)，人們可以加一些額外的元素，例如AI引擎，這也是自適應(yīng)的。今后會有越來越多的硬化的元素，所有的這些都是自適應(yīng)的。

傳統(tǒng)的FPGA架構(gòu)是現(xiàn)在的ACAP器件中的一部分。ACAP是專門針對軟件開發(fā)人員的架構(gòu)的，當(dāng)然它有很多硬件的元素，可以接入到CPU的服務(wù)器上來，可以編程，所以很像CPU或GPU，它還有調(diào)試等功能。

具體地，F(xiàn)PGA在計算方面的應(yīng)用，是可以直接把計算卸載到板卡上，然后板卡連接到CPU/服務(wù)器CPU上。網(wǎng)絡(luò)方面，賽靈思也有智能網(wǎng)卡——SmartNIC，可在網(wǎng)絡(luò)直接數(shù)據(jù)流入過程中同時進(jìn)行處理。存儲方面，實(shí)際上很多客戶不想在SSD和CPU之間來回轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)，即從SSD移到CPU，再從CPU轉(zhuǎn)到SSD，用賽靈思的解決方案可以進(jìn)行很好的計算存儲能力的聚集，不用在SSD和CPU之間來回轉(zhuǎn)移。