iPhone7采用FPGA会带来什么变化?-亚博网页版

本文摘要:多种工业应用,包括手持工具、POS等传统工业应用,手持医疗设备,牙科、胃镜等体内医疗应用。

多种工业应用,包括手持工具、POS等传统工业应用,手持医疗设备,牙科、胃镜等体内医疗应用。FPGA市场正在逐渐成长期的FPGA被称为万能芯片,从技术上讲,它是可编程的产品,不改变芯片本身的硬件构成就可以重复使用。根据市场的变化,在一定程度上构建不同的功能。

虽然听起来很幸福,但是开发起来很困难,能够实现FPGA设备的制造商一定是大牛中的大牛。像英特尔(Intel)、德克萨斯仪器(TI)这样的半导体个市场,但是因为这样的理由失败了。目前,全球需要批量生产FPGA的企业屈指可数,西拉x、Altera、Lattice和Microsemi是众所周知的美国企业。

FPGA是专用集成电路(ASIC)领域的半定制电路,其优点包括成品慢、可变更、程序错误可变更、成本低等。工程师可以重新配置FPGA内部的逻辑模块和I/O模块,构建想的逻辑。

FPGA具有静态可重复编程和动态系统重建的特性,可以像软件一样改变硬件的功能。FPGA可以完成任何数字设备的功能,甚至高性能CPU也可以由FPGA构建。FPGA就像白纸一样:加电时,FPGA芯片将EPROM中的数据读取片中的编程RAM,配备完成后转入工作状态的断电后,FPGA完全恢复为白片,内部逻辑关系消失,FPGA需要重复使用。

用于FPGA开发数字电路,可大幅缩短设计时间,增加PCB印刷电路板的面积,提高系统的可靠性。在FPGA中重复使用硬核CPU和硬核CPU,可以构筑数字逻辑,适应环境嵌入式开发。2014年,全球FPGA市场总规模超过50亿美元,其中中中国市场份额约为17亿美元,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市场年填充增长率为9%,2020年全球FPGA市场规模约为84亿美元。

目前,FPGA处于快速增长的市场形势,增长幅度远远大于其他芯片市场,同时FPGA行业平均利润相当大,根据市场数据分析,其行业平均利润不足60%。FPGA行业也要有更大的市场规模,才能有更好的用户。

随着FPGA产量的逐渐减少,预计成本的进一步减少,市场份额不会持续减少。目前FPGA的主要应用领域是通信、工业控制、防卫、消费,近年来FPGA最受关注的变化趋势之一是应用领域的大幅扩大。FPGA传统应用于市场,通信构建了高速简单的协议,消费电子应用侧重于低功耗、低成本。另外,FPGA广泛应用于医疗电子、安全、视频、工业自动化、语音网络、半导体生产设备、家电等领域。

FPGA在工业中的应用主要涉及电机控制、工业网络、机器视觉和机器人控制四个领域。以电机控制为例,重点是减少噪音、增加振动、减少EMI,同时获得更高的控制精度和能源消耗。

目前,在全球市场上,Xilinx和Altera两家主要公司仍然意味着FPGA的技术和市场占有独占的地位。两家公司占市场份额约90%,专利约6000多项剩馀市场份额主要占Lattice和Microsemi,这两家专利约3000多项。

2014年西安、Altera两家公司的收入分别为23.8亿美元和19.3亿美元,2014年Lattice和Microsemi(FPGA部分)两家公司的收入为3.66亿美元和2.75亿美元。前四大FPGA市场龙头完全独占FPGA的市场份额。FPGA的市场前景很有魅力,但门槛低在芯片行业没有右边。

世界上有60多家公司相继花费数十亿美元,前往FPGA高地,其中英特尔、IBM、德克萨斯仪器、摩托罗拉、飞利浦、东芝、三星等行业鳄鱼很少,但最后登顶顺利的只有位于美国硅谷的4家公司西安上述4家公司掌握了9000多项专利,这么多技术专利包含的技术壁垒当然很高。摩尔法则和Intel合并Altera的云计算去年,英特尔以167亿美元的代价包括FPGA第二家Altera收益。

当时,英特尔CEOBrianKrzanich回答说,英特尔的茁壮战略是扩大核心资产,转入低利润、秩序的市场空间,通过这次收购英特尔可以将摩尔法则推向更好、更强大的下一代解决方案。企业用户希望在强化的网络、大型云数据中心和物联网领域取得性价比更高的性能,这是摩尔法则和英特尔与Altera共同构筑的。那么,为什么英特尔肯以这么低的价格收购这家公司呢?作者注意到,2014年,微软领导亚马逊、谷歌和许多一流大学在IEEE公开发表了以提高大型数据中心的可配置结构为题的长篇论文,该论文的参加者还包括来自Altera和Quanta两家公司的技术支持,该论文所涉及的项目被命名为Catapult,这是微软研究所的保守项目。

在云计算时代,微软公司研究院仍在积极考虑如何改进当前的云基础结构。由于当前云基础设施快速增长的速度过慢,云数据中心达到一定规模后面临稳定性和可持续性的挑战,微软公司研究院积极考虑其他可替代技术构建云数据中心的可持续增长自1985年世界首款FPGA产品问世以来,FPGA的应用逐渐从数字信号处理、高速串行收发器扩展到嵌入式处理器。FPGA普遍应用于通信、消费电子、工业控制、测试测量等微型电子电气领域,但没有应用于大型数据中心。

微软公司研究院宣布2014年6月顺利完成测试,将FPGA技术(不是GPU技术)应用于Bing云数据中心,其效果比传统服务器处理Bing的定制算法快40倍,比Bing现有系统慢2倍FPGA技术加快了大量数据在服务器上的处理过程,协助解决问题的大数据问题,满足了极大的分布式工作阻挡市场需求。提高大型数据中心的可配置结构论文是如何在Bing测试FPGA技术的。2014年9月,百度宣布将首先将FPGA技术用作自己的数据中心。

这意味着未来数据中心的巨大市场空间有可能依靠FPGA达成协议,但英特尔过去市场占有率低的通信和网络市场与Altera的融合将来关闭这个市场空间。FPGA在云数据中心的应用,从CPU和FPGA的直线应用,到CPU和FPGA的包,再到CPU和FPGA的结合发展,在卷积神经网络算法中展开图像识别、加密算法展开安全控制、压缩算法展开大数据处理等方面最重要微软公司的研究指出,FPGA的耗电量约为高端GPU的1/10,但高端GPU的图像处理能力是FPGA的2~3倍,由多个FPGA构成的集能够超过GPU的图像处理能力,维持低耗电量的特征。

据英特尔报道,截至2020年,1/3的云数据中心节点将使用FPGA技术。在物联网方面,Altera的FPGA技术与英特尔的Atom芯片融合,将来在工业自动控制市场和高级驾驶员助理系统市场取代现有技术,2020年可以提供110亿美元的增加服务市场。由于使用FPGA技术,用户可以自己编程,代替现有的专用标准电路和专用集成电路,减少新功能,提高性能,降低成本,减少产品上市时间约50%。

目前,FPGA市场竞争发生变化,应用领域大幅扩大。迄今为止,FPGA相当受通信市场主导,但工业智能化、汽车电子化、物联网发展,对可灵活编程的FPGA市场需求大幅提高,FPGA厂商偏向于改变解决方案商,大力开发消费类市场。与英特尔这样的大工厂合作,要求市场主导解决方案的地位。一旦英特尔和Altera的解决方案占据主导地位,程序员和工程师将涌入这一技术方向,进一步稳定英特尔的市场地位。

2014年6月,英特尔宣布将行业领先的Xeon处理器和FPGAPCB放在单一结构中,其插槽与标准的Xeon处理器相容。英特尔称FPGA为英特尔客户提供更强的算法继续执行能力和更高的性能。据业界研究,基于FPGA的加速器可以提高10倍以上的性能,英特尔在此基础上可以提高2倍以上,在FPGA和处理器之间使用超低延迟模块。

也就是说,英特尔通过使用FPGA,可以对基于服务器的应用产生20倍以上的速度反应!到了9月,Altera开始在百度的深度自学中与FPGA和卷积神经网络(CNN)建立合作关系。百度称FPGA的加速具有很大的应用潜力,有助于FPGA理解主流的异构计算领域。利用AlteraFPGA硬核IEEEE754浮点乘法器和加法器等可编程能力和特性,服务器和数据中心符合搜索、大数据和深度自学等领域更简单的市场需求。

据估计,全球数据中心的功耗占全球总功耗的1%-10%,随着数据量的快速增长,功耗也在慢慢下降。目前,在减少能源消耗快速增长的同时,确保获得更慢的计算能力已成为一大经济和生态问题。

今天的数据中心都是以便宜的功率为基础,数据中心的大小和吞吐量被允许输出功率和排热能力。像微软公司、谷歌、Facebook、eBay等相当依赖服务器的公司,希望提高代码的执行速度,减少电费。与此同时,随着摩尔法则在大约50年的长跑后南北闭幕,我们的单核处理器功率问题已经无限大,功耗提高速度已经达到性能提高速度。

然后我们有双核、四核甚至八核甚至更多核心芯片。最后,为了填补基础半导体技术的不断改良,我们正在寻找其他方法。只是等待更好的半导体材料解决问题数据中心的后遗症,不是不现实的自由选择。

FPGA为什么需要在功耗更低的情况下大幅度提高计算能力?对于特定算法,基于FPGA的硬件需要获得细分度高的并行计算——延迟更低、吞吐量更高、功耗更低。另外值得注意的是,英特尔不是第一家计划批量生产带FPGA的异构处理器的公司。Xilinxnq系列在这个市场上战斗了好几年,这个系列使用了西安利用FPGA结构的ARM处理器。

Zynq虽然不是数据中心水平的处理器,但实际上差距还很大,西安x通过在Zynq上获得经验和工具的累积,在未来的低功耗服务器市场争夺战中占有地位。从FPGA的五大市场来看,工业、通信等领域已占据约七成的市场份额,计算机应用、医疗设备发展迅速,低成本低功耗的FPGA占据了消费类市场。随着通信、工业控制、机器人、视频分析甚至消费市场的发展,FPGA的市场规模更大。

最近,FPGA有可能代替CPU成为主芯片,同时投资门槛低的FPGA在国产化方面能否持续稳步发展的观点。FPGA能成为摩尔法则过热的毒药吗?Lattice是唯一的消费电子FPGA供应商吗?前面的笔者多次提到,全球FPGA市场现在被4家美国公司完全垄断,Altera和西安nx两家公司垄断了市场的88%左右,对中国本土公司来说FPGA完全是空白的,现在和将来依赖进口。如果再次遇到中兴停止销售的危机,对任何企业来说都有可能成为灭绝的灾害,FPGA的快速增长给中国带来更多挑战,中国何时需要补充这个半导体积木中最重要的一部分,是政府和各大制造商关注的重点。

但是,根据笔者手头获得的产品资料,国内企业已经顺利开发了与LatticeiCE系列相同类型的容器,在市场上销售。因此,笔者不太担心中国人最后需要攻击美国人构筑的FPGA堡垒。这不仅有相容Lattice的设备,还有相容Altera中低端芯片。

的设备。三星Galaxy系列中也经常出现这个国内制造商的身影,可以侧面证明不是偏差设计。否则,三星这样的大型制造商会担心知识产权问题订购。

FPGA的未来随着智能市场需求的变化越来越快,定制芯片(SoCasic)项目的巨大减半趋势已经不可逆转。使用ASIC方案的投资量大幅减少,周期长,市场风险大幅增加。

相对而言,FPGA技术逐渐向主流迈进。FPGA享有并行计算的优势,可在高性能、多渠道领域替换部分ASIC和DSP,FPGA的并行计算可在多渠道处理方面优化传统ASIC方案。

以5万张流动电影为临界点,FPGA有取代ASIC低价值、批量小、多通道计算的专用设备(雷达、宇宙飞机、路由器等)的倾向。这是西安linx坚定的地盘。

FPGA的开发周期比ASIC低55%,可以慢慢占领市场。这可能是Lattice大量消费电子市场最重要的胜负手。Intel治疗AlteraFPGA的终极目标是利用高性能低功耗和深度自学的优势,最后带入CPU技术,实现异构计算数据中心的明天。

从资本市场来看,以前紫光集团对Lattice的少数股东不道德,Lattice(LSCC)现在在纳斯达克上市,总市场价格不到8亿美元,与Altera167亿美元的收购价格相比,这样的体积被称为理想的收购目标,世界FPGA企业总共只有这4个目标(Xilinx、Altera、Latera、Latice和Microsemi)利用转入iPhone7供应链的东风,Lattice今年不会上涨市场价格,成为大人们争夺战的目标。但是,由于美国政府认可后,中国公司似乎收购了这样重要技术的脆弱公司,中国本土的FPGA企业必须迅速鞭策,尽快构筑替代进口,摆脱受人束缚的局面。记录:本文由半导体联盟许可(公共编号:)发表,发表要求与原作者联系,注明作者和原文,不得删除内容。

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