隨著AI/ML的應用場景快速發(fā)展演進，新的解決方案都要去應對在高性能、靈活和上市時間等方面的不同需求。根據(jù)市場調研公司Semico Research的預測，人工智能應用中FPGA的市場規(guī)模將在未來4年內增長3倍，達到52億美元。

近日，基于現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）的硬件加速器件和高性能嵌入式FPGA（eFPGA）半導體知識產權（IP）領導性企業(yè)Achronix半導體公司推出創(chuàng)新性的、全新的FPGA系列產品，以滿足人工智能/機器學習（AI/ML）和高帶寬數(shù)據(jù)加速應用日益增長的需求。Achronix的Speedster?7t系列基于一種高度優(yōu)化的全新架構，以其所具有的如同ASIC一樣的性能、可簡化設計的FPGA靈活性和增強功能，從而遠遠超越傳統(tǒng)的FPGA解決方案。

Speedster7t FPGA系列產品是專為高帶寬應用進行設計，具有一個革命性的全新二維片上網絡（2D NoC），以及一個高密度全新機器學習處理器（MLP）模塊陣列。通過將FPGA的可編程性與ASIC的布線結構和計算引擎完美地結合在一起，Speedster7t系列產品創(chuàng)造了一類全新的“FPGA +”技術。

“我們正處于智能化、自學習計算的高增長階段的早期，這種計算將廣泛影響我們日的常生活?！盇chronix Semiconductor總裁兼首席執(zhí)行官Robert Blake表示：“Speedster7t是Achronix歷史上最令人激動的發(fā)布，代表了建立在四個架構代系的硬件和軟件開發(fā)基礎上的創(chuàng)新和積淀，以及與我們領先客戶之間的密切合作。Speedster7t是靈活的FPGA技術與ASIC核心效率的融合，從而提供了一個全新的‘FPGA+’芯片品類，它們可以將高性能技術的極限大大提升?！?/p>

在開發(fā)Speedster7t系列FPGA的產品過程中，Achronix的工程團隊完全重新構想了整個FPGA架構，以平衡片上處理、互連和外部輸入輸出接口（I/O），以實現(xiàn)數(shù)據(jù)密集型應用吞吐量的最大化，這些應用場景可見于那些基于邊緣和基于服務器的AI/ML應用、網絡處理和存儲。

Speedster7t器件采用了TSMC的7nm FinFET工藝制造，是專為接收來自多個高速來源的大量數(shù)據(jù)而設計，同時還需要將那些數(shù)據(jù)分發(fā)到可編程片上算法性和處理性單元中，然后以盡可能低的延遲來提供那些結果。Speedster7t系列產品包括高帶寬GDDR6接口、400G以太網端口和PCI Express Gen5等接口，所有這一切單元都互相連接以提供ASIC級帶寬，同時保留FPGA的完全可編程性。

“Achronix全新的Speedster7t FPGA系列產品是創(chuàng)新性芯片架構實現(xiàn)爆發(fā)的一個卓越案例，創(chuàng)造該架構的目的是直接面向AI應用處理大量的數(shù)據(jù)，” Semico Research公司ASIC和SoC首席市場分析師Rich Wawrzyniak說道?！巴ㄟ^將數(shù)學函數(shù)、存儲器和可編程性整合到其機器學習處理器中，再結合交叉芯片、二維NoC結構，從而形成了消除瓶頸和確保整個器件中數(shù)據(jù)自由流動的絕佳方法。在AI/ ML應用中，內存帶寬就是一切，Achronix的Speedster7t在這一領域提供了令人印象深刻的性能指標。”

為計算性能進行了高度的優(yōu)化

Speedster7t FPGA的核心是其全新機器學習處理器（MLP）中大規(guī)模的可編程計算單元平行陣列，它們可提供業(yè)界最高的、基于FPGA的計算密度。MLP是高度可配置的、計算密集型的單元模塊，可支持4到24位的整點格式和高效的浮點模式，包括對TensorFlow的16位格式的支持，以及可使每個MLP的計算引擎加倍的增壓塊浮點格式的直接支持。

MLP與嵌入式存儲器模塊緊密相鄰，通過消除傳統(tǒng)設計中與FPGA布線相關的延遲，來確保以750 MHz的最高性能將數(shù)據(jù)傳送到MLP。這種高密度計算和高性能數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕Y合使得處理器邏輯陣列能夠提供基于FPGA的最高可用計算能力以每秒萬億次運算數(shù)量為單位（TOPS，Tera-Operations Per Second）。

世界級的帶寬

高性能計算和機器學習系統(tǒng)的關鍵之處是高片外存儲器帶寬，從而為多個數(shù)據(jù)流提供存儲源和緩沖。 Speedster7t器件是唯一支持GDDR6存儲器的FPGA，該類存儲器是具有最高帶寬的外部存儲器件。每個GDDR6存儲控制器都能夠支持512 Gbps的帶寬，Speedster7t器件中有多達8個GDDR6控制器，可以支持4 Tbps的GDDR6累加帶寬，并且以很小的成本就可提供與基于HBM的FPGA等效存儲帶寬。

“美光（Micron）樂于攜手Achronix去實現(xiàn)全球第一個面向高帶寬存儲需求而直接加載了GDDR6的FPGA產品，”美光計算與聯(lián)網業(yè)務部營銷副總裁Mal Humphrey?！跋襁@樣的創(chuàng)新的和可擴展的解決方案將推動人工智能領域內的差異化，其中異構計算可選方案與高性能的存儲是加速獲得數(shù)據(jù)內涵的必需部分?！?/p>

除了這種非凡的存儲帶寬，Speedster7t器件還包括業(yè)界最高性能的接口端口，以支持極高帶寬的數(shù)據(jù)流。Speedster7t器件擁有多達72個業(yè)界最高性能的SerDes，可以達到1到112 Gbps的速度。還有帶有前向糾錯（FEC）的硬件400G以太網MAC，支持4x 100G和8x 50G的配置，以及每個控制器有8個或16個通道的硬件PCI Express Gen5控制器。