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智能时代,想不到FPGA成了关键芯

2017年07月10日 07:43 次阅读

引言:芯片是智能产品的核心,以FPGA来实现智能应用,具有非常大的优势,可以很轻松地进行各种修改或升级,以便在最短时间内支持新的智能算法。随着智能产品的广泛应用,FPGA进入崭新的黄金时代。

FPGA市场前景

FPGA由六部分组成:可编程输入/输出单元、基本可编程逻辑单元、嵌入式块RAM、丰富的布线资源、底层嵌入功能单元和内嵌专用硬核。

自Xilinx在1984年创造出FPGA以来,这种可编程逻辑器件凭借性能、上市时间、成本、稳定性和长期维护方面的优势,在通信、医疗、工控和安防等领域占有一席之地,在过去几年也有极高的增长率。而近几年,由于云计算、高性能计算和人工智能的繁荣,拥有先天优势的FPGA的关注度更是到达了前所未有的高度。

智能时代,想不到FPGA成了关键“芯”

2014年,全球FPGA市场总规模达到50亿美金,其中,中国的市场份额有15亿美金,中国市场占全球市场的三分之一。分析机构预计2015年至2020年全球FPGA市场的年复合增长率为9%,到2020年,全球FPGA市场规模将达84亿美金。目前FPGA正处于一个加速增长的市场势态中,增长幅度远大于其他芯片市场;同时,FPGA行业平均毛利可观,据市场数据分析表明其行业平均毛利大于60%。FPGA行业也需要更大的市场规模,以吸引更多的使用者。随着FPGA产量逐步增加,成本的进一步降低,其市场份额将会持续增大。

智能时代,想不到FPGA成了关键“芯”

FPGA处理器整合成趋势

一直以来,FPGA可编程器件都主要应用在通讯设备或工业控制等较为专业的应用领域,但随着不同行业使用需求的提升,FPGA器件的应用层面不断拓展。

随着微电子技术和软件技术的发展,嵌入式处理器、专用数字器件、外设和DSP算法正在以IP核的方式嵌入到FGPA中,以单芯片可编程FPGA完成整个嵌入式系统设计已成为现实。众多FPGA公司都具有这样的芯片产品,并在通信、工业控制等领域具有广泛的应用。

FPGA处理器整合SoC以其低功耗、高性能、低成本、高可靠性等优点成为嵌入式系统的发展趋势。不过,对于一些设计者来讲这还是新鲜事物。

Xilinx Zynq-7000的ARM处理系统

智能时代,想不到FPGA成了关键“芯”

Intel/Altera汽车安全驾驶前置摄像方案

智能时代,想不到FPGA成了关键“芯”

Microsemi SmartFusion2 SoC FPGAs

智能时代,想不到FPGA成了关键“芯”

通用处理器在计算性能和能效上越来越难以满足日益庞大、多样化的数据处理需求。比如机器人是复杂的机电一体化装置,综合运用了机械与精密机械、微电子与计算机、自动控制与驱动、传感器与信息处理以及人工智能等多学科的最新研究成果。为了将这些成果融合起来,真正形成认知、感受和行动的能力,使机器人能够理解并应对真实的世界,准确完成操作任务,其搭载的计算平台需满足多种要求,包括感知能力、控制能力、计算能力、功耗控制、易用性。现有的计算平台很难满足以上需求,搭建适用于机器人的异构计算平台已经迫在眉睫,CPU+FPGA的方案以其独特的优势进入我们眼帘。

借助由GPU、FPGA和其他智能引擎等协处理器与CPU一起组成的异构计算平台来提升计算性能,已成为当下学术界和工业界的研究热点。异构计算作为一种特殊的并行计算方式,能够根据每个计算子系统的结构特点为其分配不同的计算任务,在提高计算性能、能效比和实时性保障方面体现出传统架构所不具备的优势,逐渐在各种计算需求量较大的场合得到应用。

FPGA在一些关键的机器人应用中发挥极大的价值。英特尔通过Xeon+FPGA平台和XeonPhi系列产品来推动异构计算的实施。新的Arria10系列FPGA和SoC功耗比前一代FPGA和SoC低40%,具有业界唯一的硬核浮点数字信号处理(DSP)模块,其速率高达每秒1.5万亿次浮点运算(1.5TFLOPS)。

智能时代,想不到FPGA成了关键“芯”

智能时代,FPGA的“芯”机遇

FPGA问世以来,在复杂逻辑电路以及数字信号处理领域中扮演着越来越重要的角色,凭借性能、上市时间、成本、稳定性和长期维护方面的优势,在通信、医疗、工控和安防等领域占有一席之地,在过去几年也有极高的增长率。而近几年,由于云计算、高性能计算和人工智能的繁荣,拥有先天优势的FPGA的关注度更是到达了前所未有的高度。

人工智能是当前整个科技产业探索的未来方向,也是互联网领域的下一个浪潮。芯片处于的人工智能产业链的最上游,为中下游产业链提供计算处理能力及相关解决方案,芯片决定了智能设备发展的深度。以FPGA来实现人工智能应用,具有非常大的优势,可以很轻松地进行各种修改或升级,以便在最短时间内支持新的人工智能算法。

越来越多的辅助驾驶、无人机、虚拟现实/增强现实、医学诊断、工业视觉等应用,为了追逐更高性能/差异化,纷纷对机器学习产生浓厚的兴趣。

已有几家初创企业在开发专门的机器学习芯片,但上述这些应用不仅仅要集成机器学习,还有计算机视觉,传感器融合和连接。如果要开发这么一整套独特的性能组合,可能要花费几亿美元才能推出第一款芯片,而且从各种规格的确定落实到推出样片,可能需要三年以上。

神经网络、算法和传感器等都还是处于不断演化的过程,一款固定的、标准的设计平台面对这些风云变幻的演进根本无力招架。此时此刻,FPGA技术成为数百家嵌入式视觉企业开发的首选,其中用于机器学习领域的已经超过40家。

人工智能领域的演进非常快速,具备可重组以及支持所有形式链接等优势的FPGA,可以很轻松地进行各种修改或升级,以便在最短时间内支持新的人工智能算法。类神经网络、算法、传感器技术与接口标准都会持续加速演进,可重组特性对于“支持未来需求”的智能视觉系统至关重要。

结语:一些大规模工作负载的扩展(如机器学习,某些网络功能)吸引了越来越多的人关注。为FPGA从数据中心应用程序中移植到更多适合的、广泛发展领域的提供了良好机会,FPGA进入黄金时代。

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发表于 2018-04-07 11:41 617次阅读
AI技术的潜在安全威胁和相关建议

人工智能驱动的微软Pix相机:名片扫描新增识别地...

只需将 Microsoft Pix 对准名片,系统便会智能识别名片信息。4月3日消息 使用人工智能驱...

发表于 2018-04-07 05:44 687次阅读
人工智能驱动的微软Pix相机:名片扫描新增识别地...

人工智能在能源行业的5个应用方向及对应案例

自2012年以来,把人工智能和能源产业放在一起进行报道的新闻开始增多。本文简要描述了人工智能在能源行...

发表于 2018-04-06 12:44 3432次阅读
人工智能在能源行业的5个应用方向及对应案例

人工智能攻略领域扩大,未来可取代人工?

美国知名研究机构CB Insights不久前发布了重磅报告《2018年必看的人工智能热门趋势》(T...

发表于 2018-04-06 11:27 3193次阅读
人工智能攻略领域扩大,未来可取代人工?

AI芯片作为无人车的“大脑”,各大厂商大力布局!

分享到 AI芯片作为无人车的“大脑”,在车辆控制方面发挥着重要的作用。那么,AI芯片对无人车来说有什...

发表于 2018-04-06 10:04 2034次阅读
AI芯片作为无人车的“大脑”,各大厂商大力布局!

暴风TV发布40吋暴风AI电视_搭载人工智能语音...

4月2日消息,今天 暴风TV 在北京正式发布40吋暴风AI电视4,定价仅为999元,据AVC奥维云网...

发表于 2018-04-06 03:27 154次阅读
暴风TV发布40吋暴风AI电视_搭载人工智能语音...

十问十答看人机交互的未来:阿里巴巴告诉你答案

清华大学副校长杨斌与阿里巴巴集团副总裁、首席技术官张建锋为联合实验室揭牌, 2018年4月3日,清华...

发表于 2018-04-05 23:45 1274次阅读
十问十答看人机交互的未来:阿里巴巴告诉你答案

“AI+医疗”的六大应用场景成现实

在人工智能领域,“ AI + 医疗 ”的话题尤其值得关注。医疗有着广泛的分支,涉及行业众多,其本身具...

发表于 2018-04-05 18:06 480次阅读
“AI+医疗”的六大应用场景成现实

人工智能疯狂洗脑,Gartner揭示了处于触发期...

2017年,进入Hype Cycle中的技术一共有33项。其中,以深度学习、机器学习技术为代表的人工...

发表于 2018-04-05 16:40 495次阅读
人工智能疯狂洗脑,Gartner揭示了处于触发期...

国内AI芯片百家争鸣_如何抗衡全球技术寡头

本文分析了国内外 AI 芯片的格局和特点,作者认为,在AI芯片领域,国外芯片巨头占据了绝大部分市场份...

发表于 2018-04-05 14:28 425次阅读
国内AI芯片百家争鸣_如何抗衡全球技术寡头

传统厂商正在迈向破灭,只因仍停留在原地

现代制造业发展的关键是什么?答案是精益制造,工厂逼切需要实现零浪费、高效率、快响应,才能让制造系统达...

发表于 2018-04-05 10:10 366次阅读
传统厂商正在迈向破灭,只因仍停留在原地

基于verilog的计步器设计

发表于 2018-04-05 09:59 181次阅读
基于verilog的计步器设计

2018年人工智能开支将达到191亿美元

IDC:全球AI开支今年或达到191亿美元,同比增长54.2% 来源:中关村在线(转载协议)发布日期...

发表于 2018-04-05 09:40 3945次阅读
2018年人工智能开支将达到191亿美元

平安好医生全方位投入AI智能医生

随着人工智能时代的到来,医疗健康与人工智能的结合是必然的,医疗健康将是人工智能率先普及的几个领域之一...

发表于 2018-04-04 17:17 489次阅读
平安好医生全方位投入AI智能医生

AI侵入房地产行业、三星面部解锁技术仍太烂、跃盟...

房地产中介公司和某些初创公司已经开始将人工智能(AI)融入他们的工作场所中,比如雇佣机器人来代替房地...

发表于 2018-04-04 15:43 422次阅读
AI侵入房地产行业、三星面部解锁技术仍太烂、跃盟...

可检查视网膜疾病和评估严重程度的人工智能医疗方案...

血管和血管系统病变。如视网膜血管阻塞,动脉硬化性、高血压性、血液病性以及糖尿病性眼底病变等。

发表于 2018-04-04 15:35 366次阅读
可检查视网膜疾病和评估严重程度的人工智能医疗方案...

人工智能正快速走进人们的生活,物联网应用落地加速

人工智能和机器学习算法已经取得实质性的突破,包括深层神经网络。AI可以帮助物联网在无数的独特的场景实...

发表于 2018-04-04 15:24 498次阅读
人工智能正快速走进人们的生活,物联网应用落地加速

facebook的黑科技技术一次汇总看完

作为世界级科技巨头,Facebook也在AI的“黑”路上越走越远。

发表于 2018-04-04 15:21 321次阅读
facebook的黑科技技术一次汇总看完

芯片和汽车操作系统完美融合,加码智能汽车

通过一系列的收购和投资,以及投入数以亿美元用于自动驾驶技术研发,使得英特尔成为智能汽车核心玩家,无人...

发表于 2018-04-04 14:34 260次阅读
芯片和汽车操作系统完美融合,加码智能汽车

工业机器人市场前景广阔,国产企业如何谋出路

2015年,为了加速制造业转型升级的步伐,我国提出《智能制造2025》,到目前为止,仅中央部委层面发...

发表于 2018-04-04 14:20 340次阅读
工业机器人市场前景广阔,国产企业如何谋出路

fpga的图像mif文件vga显示问题,出来是白色一片

发表于 2018-04-02 16:43 143次阅读
fpga的图像mif文件vga显示问题,出来是白色一片

深圳云栖大会人工智能专场:探索视频+AI,玩转智能视频应用

发表于 2018-03-30 15:15 86次阅读
深圳云栖大会人工智能专场:探索视频+AI,玩转智能视频应用

【下载】《CPLD/FPGA的开发与应用》

发表于 2018-03-29 17:11 773次阅读
【下载】《CPLD/FPGA的开发与应用》

人工智能就业前景

发表于 2018-03-29 15:46 243次阅读
人工智能就业前景

怎么看FPGA管脚定义

发表于 2018-03-29 10:53 305次阅读
怎么看FPGA管脚定义

【下载】《FPGA高手设计实战真经100则》

发表于 2018-03-28 17:14 1202次阅读
【下载】《FPGA高手设计实战真经100则》

全新一代人工智能计算引擎MaxCompute杭州开服,强化阿里云大数据能力,比肩谷歌微软

发表于 2018-03-28 14:33 85次阅读
全新一代人工智能计算引擎MaxCompute杭州开服,强化阿里云大数据能力,比肩谷歌微软

特权同学海量fpga资料

发表于 2018-03-26 16:16 503次阅读
特权同学海量fpga资料