FPGA將在雲端資料中心業務發揮突出的作用
多方資料顯示，FPGA將在雲端資料中心業務發揮突出的作用。據某資料調研報告預計，未來雲端晶片的空間2020年有望達105億美元，其中FPGA將貢獻20億美元。
上海安路資訊科技有限公司(以下簡稱“安路科技”)市場與應用部副總經理陳利光告訴記者：“FPGA已經在大型資料中心得到大規模應用，全球七大超級雲端計算資料中心包括亞馬遜AWS、微軟Azure、阿里雲、騰訊雲、百度雲、IBM、Facebook都採用了FPGA加速伺服器。人工智慧的廣泛應用場景的架構多樣性，可以充分發揮FPGA的優勢和特點，開創新型FPGA在資料中心的新局面。”
陳利光強調，雲端資料中心處理業務具有複雜、多樣、靈活的特點。FPGA的硬體現場可程式設計性和靈活性使得FPGA非常適合處理雲端資料中心業務。他表示，AI包括兩個重要步驟，訓練(train)和推論(inference)。GPU目前主要運用在train階段，處理大量的資料樣本和引數，但是推斷市場對AI晶片的需求遠遠大於訓練，在需要推斷的實時使用深度學習的神經網路演算法實現平臺裡，FPGA扮演的角色將越來越重要。
雲端資料中心必須用非常先進的工藝如20奈米或16奈米去做。紫光同創市場營銷中心總經理包朝偉介紹道：“目前中國最高階的FPGA產品就是PGT180H，這是紫光同創Titan系列高效能FPGA產品，採用40nm工藝製造、擁有近2500萬門規模、帶有6.25Gbps高速通訊序列介面Serdes和1066Mbps速率高速儲存介面DDR3的高效能FPGA器件，也是國內唯一一款中大規模的FPGA器件。而Xilinx等國外FPGA巨頭的產品比我們中國高出了2代，它們的最新產品才能達到資料中心應用需求，目前國產FPGA效能指標還是達不到，不過中大規模國產FPGA在某些AI終端應用場合，例如汽車人工智慧ADAS、智慧安防監控等方面，是基本夠用的，且價效比高，有一定優勢，但小規模國產FPGA仍然也達不到AI終端應用需求。所以，國產FPGA在雲端和終端的市場之路，還比較漫長、艱難、需要繼續努力。”
FPGA在雲端資料中心爆發點在哪裡?包朝偉表示，目前Xilinx和Altera已經在資料中心加速卡實現了第一步。他更看好Xilinx在這個領域的佈局，認為Xilinx也正在做更高工藝的產品(16nm)，預計量產時間在2018年年底以後，籍此以實現在資料中心更多的應用。
而國內FPGA在資料中心的進度要看紫光同創、安路和高雲等的進度。包朝偉說：“資料中心事關國家安全，且也有貿易禁運的隱憂，中興禁運事件就是一個鮮活的案例。只要國產廠家做出來，效能質量滿足要求，估計是有很大市場機會的。我相信包括紫光同創在內的所有國產FPGA廠商都特別期待能夠與中國知名系統裝置廠商聯合起來，形成良好的供需商務合作關係，實現共贏。”
從AI晶片發展路線和規律上來看，未來AI晶片要解決幾個問題，最關鍵的是靈活度，要能實現並行的高速運算，二是要容易開發;三是能耗比要好。這三點一定是未來AI晶片的發展方向，也是FPGA廠商都需努力突破的要點。
從市場競爭格局來看，目前FPGA市場高度集中化，Xilinx和Altera兩家幾乎囊括了近90%的市場份額，合計專利達到6000多項，剩餘份額被Lattice和Microsemi佔據，共計超過3000項專利，技術專利和開發難度使得FPGA行業形成了較高的壁壘，這對後進者造成非常大的壓力。
廣東高雲半導體科技股份有限公司工程副總裁王添平坦言，在FPGA的傳統市場，一直被經營了30多年的FPGA的美國四大家壟斷著，國產FPGA廠商雖然舉步維艱但近幾年在產品佈局、發展策略方面發力已經初見成效。
“高雲2014年1月成立至今，通過差異化設計，在市場上已經推出了2個家族4個系共11款晶片，有50多個封裝形式，與國際廠商直接爭奪市場，是國產FPGA廠商中可售產品種類最多、產品佈局最全面的。特別是片上嵌入Flash的低密度GW1N家族2個系列8款晶片，目前市場上只有Lattice和Altera有類似產品，深受客戶寵愛。而我們的AI產品已經在客戶手中批量出貨了。同樣隨著高雲低、中、高密度FPGA產品佈局的不斷完善，我們智慧識別、智慧製造等方面的產品將很快從研發進入量產階段。”王添平說。
陳利光同樣表示，FPGA市場格局仍然將高度集中化，未來一段時間，FPGA市場將繼續由Xilinx和Intel(Altera)公司主導。在中國，很難再有新的FPGA公司出現，如果有新的初創公司，也將很難發展，這是由FPGA的高技術門檻和人才卡位決定的。
“在中國國內，安路科技具有人才、技術、資金和市場的大幅度領先優勢。安路科技擁有國內FPGA行業最強的技術、市場和管理團隊，自主開發的軟體、硬體和測試技術。公司產品和技術方面都已經獲得市場認可，同時在資本方面，安路也得到了眾多國內領先的基金和企業的鼎力支援。安路科技目前正在研發面向資料中心、智慧終端等廣泛應用領域的高階FPGA產品系列，力爭成為全球領先的FPGA公司。”陳利光強調說。
綜上所述，人工智慧應用需求的出現給FPGA帶來了歷史性的發展機遇，FPGA強大的平行計算能力、高能耗比、靈活的程式設計等優勢，決定其將在人工智慧應用中發揮重要作用，從市場競爭格局來看，Xilinx和Intel(Altera)將在高階雲伺服器佔據長時間的主導地位，而國內廠商的主導市場仍在應用終端(汽車ADAS、工業、通訊、醫療、AR/VR)以及中低端的後臺伺服器市場，而國產廠商要想走入雲端，還必須突破在FPGA高階技術人才、先進工藝製程等方面瓶頸，並聯合國內(BAT)高階雲伺服器裝置廠商共同努力，建立起自己的生態。長遠來看，走向自主定製是必然趨勢，但“革命尚未成功，同志仍需努力”，期待國產FPGA廠商在未來的發展有更出色表現。