FPGA江湖，山雨欲来

钛媒体APP2023-10-12

图片来源@视觉中国文 |半导体产业纵横当英特尔正式宣布分拆FPGA业务时，FPGA江湖的风又开始飞扬。FPGA江湖之争FPGA起源FPGA（现场可编程门阵列）是可重构的计算机芯片，可以通过编程实现任何数字硬件电路。FPGA可以在制造后重新编程以模拟数字电路，非常适合在批量生产前制作新功能的原型，或者服务于对于定制芯片来说不经济的罕见用例。在集成电路的历史上，能够实现这个功能的器件并非只有FPGA，...

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|半导体产业纵横当英特尔正式宣布分拆FPGA业务时，FPGA江湖的风又开始飞扬。FPGA江湖之争FPGA起源FPGA（现场可编程门阵列）是可重构的计算机芯片，可以通过编程实现任何数字硬件电路。FPGA可以在制造后重新编程以模拟数字电路，非常适合在批量生产前制作新功能的原型，或者服务于对于定制芯片来说不经济的罕见用例。在集成电路的历史上，能够实现这个功能的器件并非只有FPGA，...</p>\n\n<a href=\"http://gu.qq.com/resources/shy/news/detail-v2/index.html#/?id=nesSN202310121934468430161a&s=b\">网页链接</a>\n\n</div>\n\n\n</article>\n</div>\n</body>\n</html>\n","isBrief":false,"type":0,"news_type":1,"symbol":"BK4532","symbol_name":"文艺复兴科技持仓","start_time":0,"source_url":"http://gu.qq.com/resources/shy/news/detail-v2/index.html#/?id=nesSN202310121934468430161a&s=b","article_id":"2375934220","we_media_id":null,"thumbnails":[],"rights":{"source":"tencent","url":"http://gu.qq.com/resources/shy/news/detail-v2/index.html#/?id=nesSN202310121934468430161a&s=b","rn_cache_url":null,"customStyle":"body{padding-top:10px;}#news_title{font-weight:bold;#titleStyle#;}#news_description span{font-size:12px;#descriptionStyle#;}.footer-note{#statement#}","selectors":".mod-LoadTzbdNews, 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|半导体产业纵横当英特尔正式宣布分拆FPGA业务时，FPGA江湖的风又开始飞扬。FPGA江湖之争FPGA起源FPGA（现场可编程门阵列）是可重构的计算机芯片，可以通过编程实现任何数字硬件电路。FPGA可以在制造后重新编程以模拟数字电路，非常适合在批量生产前制作新功能的原型，或者服务于对于定制芯片来说不经济的罕见用例。在集成电路的历史上，能够实现这个功能的器件并非只有FPGA，但FPGA是目前为止商业上最成功的。二十世纪70年代时，如果有人想要在某些实际硬件上制作原型并测试其逻辑功能，那么他们基本上只有两种选择。一种是TTL芯片，但是TTL芯片会受到电路板尺寸和功耗限制的限制。另一种是定制芯片（ASIC），但是定制芯片会产生大量的前期成本。因为需要要支付光掩模费用，然后等待数月的制造时间。如果在设计中犯了一个错误，那么就无法准确地编辑JS文件并重新编译。1980年，Altera成立了。Altera率先推出了复杂可编程逻辑器件，可以采用一堆较小的PAL，并使用交叉连接将它们连接起来，以提高可扩展性。Altera的复杂可编程逻辑器件向前迈出了一步。之后，赛灵思创立了并且发布了第一款FPGA，Xilinx XC2064。XC2064是一款大型芯片，约有85,000个晶体管，排列成64个可配置逻辑块和58个输入/输出块。虽然从今天来看不足为奇，但第一款FPGA还是在市场上站稳了脚跟。之后，随着晶体管成本大幅度下降以及独立代工工厂的出现，FPGA踩中了技术和商业的交叉点，开始蓬勃发展。Altera和赛灵思的垄断时代赛灵思和Altera不断推出新产品，提高逻辑密度和性能，并积极与客户合作开发定制解决方案，不断占据市场份额。使得全球FPGA市场一度形成双寡头垄断格局，这两家企业占据了近90%的市场（赛灵思以56%的占有率排第一、Altera以31%的占有率排第二）。赛灵思和Altera两家引领者修筑专利壁垒，手握近10000+核心专利，强大的专利壁垒使得FPGA的进入门槛很高。近40年来，先后有超过60家以上的公司从事过FPGA技术与产品的研发，其中包括英特尔、IBM、AMD、TI、GE、AT&T、摩托罗拉、朗讯、三星、东芝、飞利浦等实力雄厚的大公司，但绝大多数在耗费了上亿美元后功亏一篑。围绕数据中心，FPGA龙头的“被收购”时代不过，自研不成靠“收购”。接下来的时间里，FPGA两大巨头相继被英特尔和AMD收购。遥想2015年时，x86还在数据中心计算占据绝对垄断地位，现金充裕的英特尔斥资176亿美元收购了FPGA制造商Altera。在Altera的基础上，英特尔成立了可编程事业部。在接下来的多年中，英特尔建立了令人瞩目的FPGA业务。英特尔收购Altera的一个重要原因就是，希望通过增加数据中心高利润芯片产品，弥补个人电脑（PC）领域需求放缓带来的影响。在收购的三年后，英特尔宣布旗下FPGA已经被正式用于主流数据中心OEM厂商中。FPGA的江湖仍在变换，随着2022年AMD正式官宣对赛灵思的收购，宣布了“一个时代的结束。”在收购时，AMD总裁兼首席执行官苏姿丰表示，通过收购赛灵思，AMD能进一步扩展一些关键市场，如数据中心市场，以及5G通信、汽车、工业、航空航天和国防市场。AMD同样希望依靠赛灵思的FPGA补足数据中心的能力。至此，英特尔收购FPGA排名第二的Altera，AMD收购排名第一的赛灵思，FPGA的新江湖开始了。FPGA不死这么来看无论是英特尔还是AMD，都早早将目标瞄准了数据中心市场。目前，数据中心有两个主要趋势：第一，数据流量的增加；第二，计算密集型应用程序的增加。这其中主要的挑战就是，数据中心不仅必须能够处理增加的数据和更严格的计算，而且需要使用更低的功耗和更高的性能。数据中心一直是FPGA被寄予厚望的市场。FPGA的可重构性和并行处理能力可以无缝集成到现有的HPC基础设施中，补充传统的基于CPU的集群和基于GPU的系统。通过将特定任务卸载到FPGA，HPC系统可以实现更高的性能、更低的功耗并提高效率。在数据中心，FPGA相比GPU的核心优势在于延迟。微软亚洲研究院的李博杰曾举例，像必应搜索排序这样的任务，如果使用GPU来加速，要想充分利用GPU的计算能力，batchsize就不能太小，延迟将高达毫秒量级。使用FPGA来加速的话，只需要微秒级的PCIe延迟。因此，很多企业都在部署FPGA。目前，阿里云、腾讯云、百度云等国内云服务公司都已经在硬件加速方面选用FPGA。比如，我们看到腾讯于2017年就曾推出国内首款高性能异构计算基础设施FPGA云服务器，这款采用异构计算架构的云服务器相较于传统CPU服务器，性能提升在30倍以上。目前，在腾讯云的硬件基础设施里，FPGA已经在计算、网络、存储三大重要节点充当加速器角色。依据赛灵思在被收购之前发布的2022财年Q3财报显示，数据中心分部对于公司的收入占比为11%，其份额每个季度都在稳健增加，年增速则为81%。英特尔拆分FPGA，FPGA风雨欲来回到英特尔拆分FPGA这件事上，负责英特尔FPGA的部门就是可编程解决方案部门（PSG）。受到个人电脑市场衰退影响，英特尔最近的营收表现略显疲软。2023财年一季度创下今13年最低季度收入，且连续亏损的情况，但是这个部门的营收表现一直不错。虽然在2022年第一季度，英特尔停止将PSG作为独立的财务部门。依据此前披露的数据来看，这个部门平均每个季度的收入非常稳定，在5亿美元左右，甚至在截止公布前的最后几个季度还还创下了7亿美元的记录。2022年英特尔FPGA的市场规模达到90亿美元，根据目前的出货量，2023年更是可以达到100亿美元。目前，已经发布的的Agilex系列中，已经面世的只有50k逻辑门以上的Agilex 5、Agilex 7和Agilex 9，其中Agilex 9是为Direct RF高速应用打造的，结合了英特尔最先进的AIB和EMIB制造技术，今年推出Agilex 3 FPGA系列。香农•波林（Shannon Poulin）是为PSG首席运营官(COO)。在一年前，香农•波林与外媒记者交流时承认PSG在FPGA产品方面存在问题，并且未能跟上满足供应商需求的步伐。香农•波林表示，英特尔既没有可用的产品，也没有针对现代制造工艺的低端市场的FPGA产品组合。自从两年前任命现任首席执行官帕特·基辛格(Pat Gelsinger)以来，英特尔已经出售或剥离了多个业务部门，包括SSD业务、NUC迷你PC业务、Mobileye ADAS部门等。通过关闭活着出售非核心业务，继续将战略中心聚焦于IDM 2.0。FPGA的生意，接下来怎么做？不过，关注AI已经是两家企业的共识。目前，英特尔、AMD、NVIDIA三巨头都有各自丰富的AI软硬件解决方案，CPU、GPU可以做，但又各自不同。FPGA已经存在多年，随着人工智能的崛起，对于需要频繁变化底层模型的人工智能推理需求，FPGA是一个合适的选择。那么现在的问题就是，对于FPGA来说到底是拆分独立，还是合并发展更能适应时代的潮流。正如分析师陆行之的问题：“我很想知道AMD首席执行官苏姿丰以后如何处理赛灵思，是灵活性重要，还是集成芯片设计重要?”","kind":null,"is_publish_news":true,"is_publish_highlight":false,"is_publish_live":null,"is_publish_wemedia":null,"editions":null,"column":"","sentiment":"0","news_tag":"","news_rank":0,"symbols":[],"gpt_button":1},"commentList":[],"isCommentEnd":true,"newsSizeData":{"likeSize":0,"commentSize":0,"repostSize":0,"favoriteSize":0,"likeStatus":false,"favoriteStatus":false},"APP":{"userAgent":"Mozilla/5.0 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