FPGA的特点和优势

·设计灵活，FPGA属于硬件可重构的芯片结构，内部具有数量丰富的可编程输入输出单元引脚及触发器；

·适用便捷，FPGA是专用电路中开发周期最短、应用风险最低的器件之一（部分客户无需投资研发即可获得适用FPGA芯片）；

·并行计算，FPGA芯片内部可按照数据包步骤数量搭建相对应的流水线，从而实现数据并行、流水线并行；

·高兼容性，FPGA可与CMOS等大规模集成电路兼容，进行协同工作。

基于上述特点，FPGA芯片早期作为ASIC芯片的半定制化电路替代品应用于部分场景中，近年来，随着微软、亚马逊等头部互联网企业不断加大数据中心建设，FPGA芯片的应用范围也不断拓宽。

FPGA在灵活性、性能、功耗、成本之间具有较好的平衡性

相较于CPU，FPGA并行计算能力可提升运算速率并降低时延。CPU的本质是利用大规模存储器在时间维度内复用处理单元，并在强大逻辑数据库支持下实现更多应用逻辑，但同时也会失去处理单元的并行处理能力。

相较于GPU，FPGA在功耗和灵活性等方面具备优势。一方面，由于GPU采用大量的处理单元并且大量访问片外存储SDRAM，其计算峰值更高，同时功耗也较高，FPGA的平均功耗（10W）远低于GPU的平均功耗（200W），可有效改善散热问题；另一方面，GPU在设计完成后无法改动硬件资源，而FPGA根据特定应用对硬件进行编程，更具灵活性。机器学习使用多条指令平行处理单一数据，FPGA的定制化能力更能满足精确度较低、分散、非常规深度神经网络计算需求。

相较于ASIC芯片， FPGA在项目初期具备短周期、高性价比的优势。ASIC需从标准单元进行设计，当芯片的功能及性能需求发生变化时或者工艺进步时，ASIC需重新投片，由此带来较高的沉没成本以及较长的开发周期；而FPGA包括预制门和触发器，具有编程、除错、再编程和重复操作等优点，可实现芯片功能重新配置，因此早期FPGA常作为定制化ASIC领域的半定制电路出现，被业内认为是构建原型和开发设计的较快推进的路径之一。

责任编辑：lq