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自適應和智能計算的全球領(lǐng)先企業(yè)賽靈思公司(Xilinx, Inc.，(NASDAQ:XLNX))，近日宣布推出一款超越FPGA功能的突破性新型產(chǎn)品，名為ACAP(Adaptive Compute Acceleration Platform，自適應計算加速平臺)。ACAP 是一個(gè)高度集成的多核異構計算平臺，能根據各種應用與工作負載的需求從硬件層對其進(jìn)行靈活修改。ACAP 可在工作過(guò)程中進(jìn)行動(dòng)態(tài)調節的自適應能力，實(shí)現了 CPU 與 GPU 所無(wú)法企及的性能與性能功耗比。

在大數據與人工智能迅速興起的時(shí)代，ACAP 理想適用于加速廣泛的應用，其中包括視頻轉碼、數據庫、數據壓縮、搜索、AI推斷、基因組學(xué)、機器視覺(jué)、計算存儲及網(wǎng)絡(luò )加速等。軟硬件開(kāi)發(fā)人員將能夠針對端點(diǎn)、邊緣及云應用設計基于 ACAP 的產(chǎn)品。首款 ACAP 產(chǎn)品系列，將是采用臺積電 7 納米工藝技術(shù)開(kāi)發(fā)的代號為“Everest(珠穆朗瑪峰)”的產(chǎn)品系列，該產(chǎn)品將于今年年底實(shí)現流片。

圖一 賽靈思發(fā)布名為ACAP的突破性新型產(chǎn)品

賽靈思總裁兼首席執行官(CEO)Victor Peng 表示：“這不僅對業(yè)界來(lái)說(shuō)是一項重大的技術(shù)顛覆，更是我們自發(fā)明 FPGA 以來(lái)最卓著(zhù)的工程成就。這款革命性的全新架構是賽靈思更廣泛市場(chǎng)戰略的一部分，將幫助公司朝著(zhù) FPGA 以外的領(lǐng)域發(fā)展，并突破‘僅支持硬件開(kāi)發(fā)者’的局限。ACAP 產(chǎn)品在數據中心以及我們廣泛市場(chǎng)領(lǐng)域的應用，將加速自適應計算技術(shù)的廣泛普及，從而讓智能、互連、自適應的世界更早成為現實(shí)?！?/p>

圖二 今日宣布的ACAP與“Everest行動(dòng)”為賽靈思未來(lái)愿景的一部分

ACAP 技術(shù)細節

ACAP 的核心是新一代的 FPGA 架構，結合了分布式存儲器與硬件可編程的 DSP 模塊、一個(gè)多核 SoC 以及一個(gè)或多個(gè)軟件可編程且同時(shí)又具備硬件自適應性的計算引擎，并全部通過(guò)片上網(wǎng)絡(luò )(NoC)實(shí)現互連。ACAP還擁有高度集成的可編程I/O功能，根據不同的器件型號這些功能從集成式硬件可編程存儲器控制器，到先進(jìn)的SerDes收發(fā)器技術(shù)，前沿的RF-ADC/DAC和集成式高帶寬存儲器(HBM)。

軟件開(kāi)發(fā)人員將能夠利用 C/C++、OpenCL 和 Python 等軟件工具應用ACAP系統。同時(shí)，ACAP也仍然能利用 FPGA 工具從RTL 級進(jìn)行編程。

Moor Insights & Strategy 市場(chǎng)調查公司創(chuàng )始人 Patrick Moorhead 表示：“這就是未來(lái)計算的形式。我們所說(shuō)的是能在幾分鐘內即完成基因組排序，而非幾天;數據中心能根據計算需求自行對其服務(wù)器的工作負載進(jìn)行編程調整，例如在白天進(jìn)行視頻轉碼，晚上則執行影像識別。這一點(diǎn)意義重大?！?/p>

ACAP歷經(jīng)四年的研發(fā)，累積研發(fā)投資逾 10 億美元。賽靈思目前有超過(guò) 1500 名軟硬件工程師參與“ACAP 和Everest”的設計。目前，軟件工具已交付給主要客戶(hù)。首款“Everest”產(chǎn)品將于 2018 年實(shí)現流片，于 2019 年交付給客戶(hù)。

圖三 ACAP技術(shù)

“Everest”的性能提升

與當今最新的 16 納米Virtex? VU9P FPGA 相比，“Everest”有望將深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的性能提升20 倍!基于“Everest”的 5G 遠程無(wú)線(xiàn)電頭端和目前最新的 16 納米無(wú)線(xiàn)電相比可將帶寬提升 4 倍。屆時(shí)，跨多個(gè)市場(chǎng)領(lǐng)域的各種應用都能實(shí)現性能和功耗效率的顯著(zhù)提升，這些市場(chǎng)包括汽車(chē)、工業(yè)、科學(xué)與醫療、航空航天、測試、測量與仿真、音視頻與廣播以及消費類(lèi)電子產(chǎn)品市場(chǎng)等。

圖四 Everest行動(dòng)