2022年2月14日，美國(guó)超微半導(dǎo)體公司（AMD）官方宣布完成了對(duì)半導(dǎo)體巨頭賽靈思的收購(gòu)，這場(chǎng)價(jià)值498億美元?dú)v時(shí)500天創(chuàng)下半導(dǎo)體交易新紀(jì)錄的市場(chǎng)舉措終于落下帷幕。

　　完成收購(gòu)的AMD總裁兼首席執(zhí)行官蘇姿豐對(duì)外表示，賽靈思的FPGA產(chǎn)品將賦能AMD并幫助AMD在可預(yù)見(jiàn)的云計(jì)算、邊緣計(jì)算和智能設(shè)備市場(chǎng)機(jī)遇中占據(jù)更大份額。2022年5月，AMD對(duì)外宣布，將會(huì)在CPU里整合賽靈思FPGA驅(qū)動(dòng)的AI推理引擎，預(yù)計(jì)首批產(chǎn)品將會(huì)在2023年上市。

　　為什么是FPGA？將CPU和FPGA在同一個(gè)封裝內(nèi)進(jìn)行整合意味著什么？AMD這一行動(dòng)的導(dǎo)向又是什么？帶著這些問(wèn)題，《成長(zhǎng)在阿里云》采訪了中國(guó)FPGA芯片算法專(zhuān)家、深維科技創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官樊平，聊聊FPGA芯片背后的技術(shù)特點(diǎn)與行業(yè)應(yīng)用。

　　芯片家族，F(xiàn)PGA芯片“萬(wàn)能”在哪里？

　　FPGA（Field Programmable Gate Array）芯片基于可編程器件（PAL、GAL）發(fā)展而來(lái)，是半定制化、可編程的集成電路。要理解FPGA，芯片領(lǐng)域的底層路線是繞不開(kāi)的前提，跟著這個(gè)思路讓我們一起看看FPGA的“前世今生”。

　　樊平告訴我們，計(jì)算效率的核心是CPU芯片上的每一個(gè)晶體管的利用率。早期，我們主要通過(guò)CPU進(jìn)行通用計(jì)算，只需寫(xiě)軟件即可完成各種任務(wù)。但隨著數(shù)據(jù)容量呈指數(shù)增長(zhǎng)，所需的智能算法越來(lái)越復(fù)雜，CPU的計(jì)算性能的提升速度無(wú)法匹配實(shí)際應(yīng)用需求增長(zhǎng)的速度。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在運(yùn)行任務(wù)時(shí)，CPU的晶體管并沒(méi)有實(shí)際工作，這就出現(xiàn)了一個(gè)創(chuàng)新空間。怎么去優(yōu)化呢？芯片架構(gòu)成為答案——采用GPU、FPGA、專(zhuān)用的ASIC計(jì)算芯片，來(lái)提升計(jì)算架構(gòu)的效率。

　　基于此背景，賽靈思聯(lián)合創(chuàng)始人Ross Freeman于1984年發(fā)明了FPGA。作為一個(gè)“可編程”的芯片，它可以應(yīng)用到很多場(chǎng)景：接入各種變頻信號(hào)，IO輸入輸出，適配各種傳感器、外圍電路等。在芯片領(lǐng)域，F(xiàn)PGA的靈活性是其與通用的CPU、GPU、專(zhuān)用的ASIC等最鮮明的區(qū)別，所以它也被稱(chēng)為“萬(wàn)能芯片”。

　　在FPGA的“兄弟姐妹”中，CPU的優(yōu)點(diǎn)是通用性，其架構(gòu)最適合算法比較靈活多變的領(lǐng)域，比如事務(wù)流程處理，而缺點(diǎn)便是性能的提升受限制；GPU是一種依托于多核的高性能計(jì)算載體，在特定的架構(gòu)上面適配于現(xiàn)有的AI處理和圖像渲染處理，不足的是基于簡(jiǎn)單多核的概念在架構(gòu)上的革新不夠徹底；ASIC是一個(gè)很徹底的算法完全優(yōu)化適配，而其局限性體現(xiàn)在其特定應(yīng)用的專(zhuān)用，一旦專(zhuān)用便意味著無(wú)法做算法和應(yīng)用場(chǎng)景的調(diào)整。

　　相比起來(lái)，F(xiàn)PGA是一個(gè)鮮明差異的方案，可以做算法的深度定制，所以性能非常高——比CPU性能高、比GPU的架構(gòu)適配好，同時(shí)因?yàn)樗且环N電路級(jí)的實(shí)現(xiàn)所以功耗更低；相對(duì)ASIC而言，F(xiàn)PGA可持續(xù)編程的特性讓它可以實(shí)現(xiàn)升級(jí)與靈活定制。因此，“萬(wàn)能芯片”也就名副其實(shí)了。

　　FPGA+CPU，深維科技的技術(shù)路線選擇

　　深維科技成立于2016年，其團(tuán)隊(duì)由一批在多媒體處理、異構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)、EDA等方面擁有豐富經(jīng)驗(yàn)的資深FPGA芯片與算法專(zhuān)家組成。在技術(shù)路線上，深維科技基于FPGA+CPU異構(gòu)計(jì)算技術(shù)，為數(shù)據(jù)中心應(yīng)用提供超高性能的圖像和視頻處理解決方案和產(chǎn)品。

　　FPGA+CPU，這是異構(gòu)計(jì)算的一條路線。結(jié)合上述“芯片家族”幾大類(lèi)技術(shù)的特點(diǎn)，F(xiàn)PGA+CPU是一個(gè)兼具任務(wù)通用性與靈活性的選擇：CPU軟件是一個(gè)非常開(kāi)放、完整的任務(wù)分配體系，可以處理接入云、邊緣計(jì)算等各種各樣的全面的任務(wù)場(chǎng)景上層的應(yīng)用需求；同時(shí)，核心計(jì)算由FPGA做加速，處理專(zhuān)用場(chǎng)景下的需求。在FPGA和CPU的配合下，軟件和硬件均可編程，極大滿(mǎn)足了目前應(yīng)用場(chǎng)景不斷豐富、算法不斷優(yōu)化、性能不斷提升的高度需求。

　　用FPGA+CPU技術(shù)路線做視頻圖像處理，“這是一個(gè)不斷摸索的過(guò)程，”樊平給我們講述了這個(gè)選擇的過(guò)程，“首先，選擇FPGA是由我們的技術(shù)背景決定的，從2008年開(kāi)始做FPGA芯片，基于對(duì)FPGA市場(chǎng)和趨勢(shì)的熟悉，便想優(yōu)先把FPGA的價(jià)值發(fā)揮出來(lái)；而選擇做視頻圖像處理則經(jīng)過(guò)了非常復(fù)雜的分析——視頻圖像非常適合FPGA去做，從云計(jì)算的角度來(lái)看，集中負(fù)載可能是ASIC的天下，但有很多碎片化的需求場(chǎng)景需要統(tǒng)一的硬件去加速，這是非常適合FPGA的。從邊緣端到云端，F(xiàn)PGA也有許多處理需求場(chǎng)景?！笨紤]到市場(chǎng)廣泛性和技術(shù)層面的適配性、適用性，樊平和他的團(tuán)隊(duì)最終選擇從視頻圖像主賽道上面利用FPGA做商業(yè)化。

　　基于SaaS、FPGA的云上實(shí)例，深維面向云服務(wù)以FPGA+CPU加速方案整體部署，推出圖像視頻服務(wù)，為電商社交網(wǎng)站、視頻網(wǎng)站、醫(yī)療影像等行業(yè)客戶(hù)提供圖片、圖像轉(zhuǎn)碼方面的應(yīng)用。對(duì)此，樊平表示：“我們把云計(jì)算的核心能力逐步向端側(cè)進(jìn)行拓展，包括圖像壓縮和AI ISP，以IP為核心研發(fā)系列產(chǎn)品，最終產(chǎn)品逐步從互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)向商業(yè)航天、衛(wèi)星影像、汽車(chē)車(chē)載圖像處理等領(lǐng)域擴(kuò)展?！?/p>

　　現(xiàn)在，成立六年的深維，在產(chǎn)業(yè)生態(tài)和業(yè)務(wù)上面一直圍繞FPGA、IP、EDA發(fā)展，深耕EDA+IP業(yè)務(wù)服務(wù)的市場(chǎng)。深維科技的DeePoly ThunderVideo可支持8K 60p的超高清視頻實(shí)時(shí)處理。DeePoly ThunderImage圖像處理解決方案可以幫助數(shù)據(jù)中心用戶(hù)將圖像處理性能提高10倍，延遲降低10倍，同時(shí)保持一致的QoS，并將大幅降低用戶(hù)總體成本TCO。

　　成長(zhǎng)在阿里云，生態(tài)體系全面開(kāi)花

　　從2018年深維科技就開(kāi)始部署與阿里云深度合作推出基于SaaS的加速產(chǎn)品。

　　目前，深維科技攜手阿里云推出的GIF轉(zhuǎn)換動(dòng)圖的方案現(xiàn)已經(jīng)上線并穩(wěn)定持續(xù)服務(wù)客戶(hù)。

　　眾所周知，GIF屬于視頻格式，在應(yīng)用中對(duì)于流量的消耗特別大；相比起來(lái)，深維科技攜手阿里云推出的WebP格式動(dòng)圖方案可以節(jié)省75%以上的流量，不僅動(dòng)畫(huà)效果、清晰度還遠(yuǎn)超于GIF格式，而且轉(zhuǎn)碼可以做到實(shí)時(shí)處理。這是全球首款支持大并發(fā)、實(shí)時(shí)能力的產(chǎn)品。

　　樊平告訴我們：“這是基于阿里云的SaaS來(lái)推出的產(chǎn)品，很快便能實(shí)踐落地?！?/p>

　　后續(xù)，他們進(jìn)一步推出了WebP轉(zhuǎn)化和HEIF轉(zhuǎn)化。HEIF是蘋(píng)果手機(jī)的默認(rèn)格式，相比PNG格式可以節(jié)省一半的文件大小，同樣的存儲(chǔ)可以多存一倍的圖片，這是非常驚人的一個(gè)收益。于是，深維科技推出了一款全球并發(fā)性能最高的HEIF產(chǎn)品，并且在阿里云實(shí)現(xiàn)了首發(fā)上線，在應(yīng)用中達(dá)到了長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

　　在與阿里云的生態(tài)合作過(guò)程中，樊平也積累了一些經(jīng)驗(yàn)，“一定要利用雙方的優(yōu)勢(shì)來(lái)形成互補(bǔ)——阿里云的基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)勢(shì)、技術(shù)支持服務(wù)團(tuán)隊(duì)的實(shí)力、整個(gè)的業(yè)務(wù)推廣的執(zhí)行能力、市場(chǎng)影響力等各個(gè)方面，對(duì)中小企業(yè)、創(chuàng)業(yè)企業(yè)而言，最重要的是盡可能把這些與大平臺(tái)合作的價(jià)值發(fā)揮出來(lái)。當(dāng)然，企業(yè)自身也要提出有價(jià)值的方案，在這個(gè)層面上展開(kāi)合作。首先是產(chǎn)品與技術(shù)合作的定位，其次是對(duì)支持服務(wù)的資源利用合作的層面。從我們的經(jīng)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，這是可以提升影響力的方式，從而加速產(chǎn)品市場(chǎng)化的進(jìn)程。”

　　創(chuàng)業(yè)的本質(zhì)，熱帶海洋里的有機(jī)融合

　　2004年，樊平從北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)，先后任職于全球頂尖的EDA工具公司和國(guó)產(chǎn)FPGA芯片公司。直到2016年出來(lái)創(chuàng)業(yè)，他已經(jīng)在EDA和芯片架構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域積累了12年的經(jīng)驗(yàn)。在樊平看來(lái)，自己是偏技術(shù)性的性格，喜歡從技術(shù)角度去思考問(wèn)題，但又是一個(gè)“愛(ài)折騰”的人——希望跳出圈去看一看，“因?yàn)檫@種思維，我也是一直從大公司往小公司跳，好處是可以看到世界更真實(shí)的面貌——一個(gè)事實(shí)的、真正有機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，真實(shí)地面對(duì)環(huán)境和挑戰(zhàn)，不會(huì)像大公司那樣把很多職能和人的環(huán)境設(shè)計(jì)、干預(yù)得那么完美。”

　　創(chuàng)業(yè)于他，是挑起實(shí)現(xiàn)理想擔(dān)子的過(guò)程，需要更主動(dòng)地去承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)，更占主導(dǎo)地位去走這條技術(shù)之路?！坝袝r(shí)候，我更喜歡把深維公司想像成熱帶海洋里的一個(gè)生物，一只小的寄居蟹、或者是躺在沙子里的一條魚(yú)，偶爾出來(lái)張嘴便能獲得食物，又或是靠一技之長(zhǎng)去生存。我認(rèn)為，一個(gè)公司首先要在生態(tài)環(huán)境里形成一技之長(zhǎng)，要生存在有其特定生態(tài)的位置上，”樊平覺(jué)得，創(chuàng)業(yè)本質(zhì)上是要遵循本身的真正價(jià)值和規(guī)律的，所有人都希望能一帆風(fēng)順——順利定位產(chǎn)品、定位市場(chǎng)、拿投資、豐富業(yè)務(wù)賽道、上市，但究其根本，仍是要找到其位置，找到長(zhǎng)期發(fā)展的核心，“也就是技術(shù)、市場(chǎng)、業(yè)務(wù)和資金，拼湊這些無(wú)機(jī)的組合，將其轉(zhuǎn)化成一種真正的、有機(jī)的、內(nèi)在認(rèn)知上面的提升?！?/p>

　　其實(shí)，這種有機(jī)的融合是與整個(gè)生態(tài)環(huán)境的適配。除了產(chǎn)品和市場(chǎng)的適配，還有人員、團(tuán)隊(duì)和認(rèn)知的適配，這是更內(nèi)在的問(wèn)題。從樊平的角度來(lái)看，深維在六年左右的時(shí)間，逐步從各角度完成積累，來(lái)提升對(duì)市場(chǎng)的認(rèn)知，與市場(chǎng)生態(tài)進(jìn)行互動(dòng)和有效的理解、溝通和合作。而這，正是深維科技帶給創(chuàng)業(yè)企業(yè)的寶貴經(jīng)驗(yàn)。

　　結(jié)語(yǔ)

　　整合賽靈思的ADM、宣布做FPGA+CPU，F(xiàn)PGA的進(jìn)入可以擴(kuò)大應(yīng)用范圍、也可以推動(dòng)AI應(yīng)用創(chuàng)新的基礎(chǔ)能力，一個(gè)更廣闊的應(yīng)用前景展現(xiàn)在眼前。對(duì)于國(guó)內(nèi)的FPGA行業(yè)來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)更加巨大的生態(tài)系統(tǒng)，除了FPGA芯片本身的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，能把芯片用起來(lái)的先進(jìn)EDA工具、能快速把之前已經(jīng)比較成熟的設(shè)計(jì)復(fù)用起來(lái)的核心IP能力、針對(duì)行業(yè)場(chǎng)景的深度理解和定制……這都是無(wú)比廣闊、亟待挖掘的市場(chǎng)空間。

　　對(duì)于深維科技來(lái)說(shuō)，他們是從一開(kāi)始就堅(jiān)定了在EDA和核心IP這兩個(gè)場(chǎng)景下去做深度的積累，希望在長(zhǎng)期堅(jiān)定的投入下能真正有效補(bǔ)充國(guó)內(nèi)整個(gè)FPGA產(chǎn)業(yè)的部署。對(duì)于未來(lái)的中國(guó)FPGA芯片行業(yè)，樊平充滿(mǎn)了希望：“二十年前就有了一個(gè)判斷，全球別的地方很難再培養(yǎng)一個(gè)賽靈思這樣的公司，只有中國(guó)市場(chǎng)有機(jī)會(huì)。只要不發(fā)生翻天覆地的變化，我覺(jué)得這是一個(gè)大概率事件?！?/p>