FPGA,新基建的“芯”推力

时间:2020-06-28 04:06       来源: 体育网

  新基建是数字技术的基础设施,具有发展速度快、技术含量高等特点,随着新技术新应用层出不穷,其对计算、架构、协议、接口的动态更新提出了新的需求,因此,对底层芯片提出了新的考验。FPGA具有软硬件可编程、接口灵活、高性能等优势,能够满足高新技术对于计算和连接的需求。那么,新基建将为FPGA带来哪些市场增量?又将提出怎样的技术挑战?我国FPGA企业该如何抓住新基建带来的发展机遇?

  新基建将大幅拉动FPGA新需求

  新基建是以技术创新和信息网络为基础,来推动基础设施体系的数字转型、智能升级以及融合创新等。在原型设计、协议升级、数据处理、降低功耗等方面,FPGA都将发挥不可替代的优势。

  “在新基建巨大的投资拉动效应下,FPGA用量势必会迎来大幅度提升。在技术创新方面,灵活可编程的FPGA被公认为原型设计和新产品开发的关键器件,非常契合5G、人工智能、数据中心、工业互联网等新兴应用场景。而特高压、城际高速铁路和城市轨道交通、新能源汽车等场景,普遍面临着连接和数字化转型挑战,对于运算效率、数据安全性、时延等性能要求更高。FPGA凭借强大的并行计算能力,能够满足多样化及边缘化数据处理的需求。”紫光同创市场总监吕喆向《中国电子报》记者指出。

  工信部最新统计显示,我国5G基站以每周新增1万多个的速度在增长,预计今年年底,我国5G基站的建设将超过60万个。而通信行业正是国产FPGA最主要的应用场景,占比高达35%。5G基站的激增,将带动FPGA用量的快速提升。

  吕喆表示,5G基站主要从三个方面为FPGA带来市场增量。一是5G商用初期,各设备厂家为了抢占产品和技术的制高点,在标准还未冻结之前就推出原型样机或小批量生产,这只有通过可灵活编程的FPGA才能实现。二是在5G网络的很多应用场景中,FPGA是不可替代的。比如,5G通信的MIMO天线阵列和波束成形技术的出现,需要大量信号并行处理,FPGA是解决这类需求的最理想的解决方案。三是5G时代在宏基站的基础上,也可能会出现更多形态的微基站,推动形成了FPGA的增量市场。

  工业互联网相关场景对FPGA的需求也在日益提升。据赛迪顾问预测,2022年我国工业互联网市场规模将达到9146.5亿美元。FPGA的高吞吐和灵活性,将在工业通信协议、传感器融合、工业云计算加速等领域发挥作用。

  “未来的工业互联网将把当前工业网络中存在的数百种不同协议统一起来,实现互联互通,在工业互联网的灵活性和硬实时性要求的逐渐演进过程中,非常适合用FPGA来做核心控制器件,以实现控制通信协议转换、接口控制、传感器数据融合。”安路科技副总裁陈利光向《中国电子报》表示。

  数据中心、人工智能等高性能计算领域,也是FPGA的重要市场。目前,全球数据中心对加速器的市场需求超过百亿美元。市场调研公司Semico Research预测,人工智能应用中FPGA的市场规模将在2019—2023年增长3倍,达到52亿美元。

  “人工智能、云计算、区块链、数据中心、智能计算中心等主要解决的是计算问题,FPGA在数据中心加速、人工智能加速、区块链处理等领域应用越来越多,FPGA集成多核处理器、AI计算单元、NOC(片上网络)等计算加速部件,未来会形成非常有竞争力的异构计算平台,成为通用计算领域的重要组成。”陈利光说。

  在新能源汽车、自动驾驶等车用领域,采用FPGA的异构计算平台将提升自动驾驶平台的灵活性和扩展性,实现从边缘传感器到域控制器的可扩展性,并提供动态重编程能力,降低系统成本与损耗。目前FPGA龙头赛灵思大约有7000万颗汽车芯片用于ADAS中。

  “汽车行业正在面临着一些革命性的演进,最受关注的演进就是智能驾驶从ADAS在逐渐向全面自动驾驶持续演进。传感器数量的增多势必会带来爆炸式的数据增长,这就需要汽车具备强大的异构计算平台,能够处理不同来源的数据,将多传感器同步和融合所带来的系统整体响应时间大大缩短。” 赛灵思大中华区核心市场业务发展总监酆毅向《中国电子报》记者指出。

  新基建对FPGA性能提出新挑战

  在新基建的背景下,信息化升级将会催生越来越多的应用场景,这对于FPGA的性能指标和架构创新都提出了挑战。对更大规模、更高性能纯FPGA以及多核异构智能化平台提出要求。

  “5G通信和数据中心加速等应用,对高端FPGA的性能指标提出了更高的要求,而人工智能、工业互联网等应用,则为多核异构FPGA系统在边缘计算场景下提供了大量的应用机会。”吕喆说。