历经市场巨变之后，FPGA的未来在哪里？

2015年6月1日，英特尔宣布将以167亿美元的价格收购Altera，这是FPGA发展历程中的一个重要里程碑，Xilinx和Altera是市场上最主要的FPGA供应商。10月27日，在AMD正式宣布收购Xilinx之后，业界对FPGA的未来充满了担忧。

AMD收购Xilinx的主要目的是打造业界领先的高性能计算公司，利用Xilinx的领先市场来扩大AMD的业务范围，但是Xilinx领先的市场主要是什么？

Alveo，VERSAL和Vitis AI

Xilinx在3年前发布了一个功能强大的FPGA平台，名为Alveo。 Alveo是Xilinx最早开发的第一块FPGA加速卡，用作与GPU竞争。在此之前，Xilinx主要开发FPGA芯片，依赖其他供应商来提供FPGA卡。随着Alveo以及Versal的出现，Xilinx希望打造自己的功能强大的加速卡。Alveo的主要目标是为了取代GPU在深度学习方面的地位。同时，Alveo还可以用于加速高性能计算、机器学习、数据库、基因组学和定量金融。

Xilinx还提供了一个集成的EDA工具（SDAccel，Vitis），允许使用OpenCL和C/C ++等高级编程语言编写FPGA，无需使用VHDL或Verilog。这些工具使得不具备FPGA知识的开发人员也可以开发自己的加速器。

NVIDIA和Intel

大约一个月前，Nvidia宣布有意以400亿美元的价格收购ARM，打造人工智能时代的世界顶级计算公司。Nvidia的目标之一是开发数据处理单元（DPU），包括：

* 软件可编程，多核CPU（ARM）
* 高性能网络接口（Mellanox SmartNIC）
* 丰富灵活可编程的加速引擎（Nvidia GPU）

英特尔拥有丰富的硬件加速器组合，包括功能强大的至强处理器、GPU、FPGA和用于深度学习的ASIC。那么FPGA在英特尔的市场中扮演着什么角色？英特尔表示旨在3个特定市场中使用FPGA：

* 自然语言处理（BERT）
* 欺诈检测（LSTM）
* 智慧城市（Inference）

看上去英特尔主要致力于低延迟方面的应用，与其他平台相比，FPGA可以提供更低的延迟。

所以，在从AMD收购Xilinx之后，FPGA的未来会是什么样子呢?

FPGA的未来

大家应该都知道，我们正在进入一个异构数据处理平台的时代，计算平台包括SmartNIC、多核处理器和硬件加速器。在经历了相关收购之后，用户将不得不选择一套完整的解决方案。英特尔、AMD和Nvidia都将提供带有自己专有加速器和SmartNIC的完整计算平台。

这样的好处在于更易于部署和集成，但与此同时用户将不再能够自由选择自己想要的部分进行组合（例如，选择来自Xilinx的FPGA，Intel的至强处理器加上来自Nvidia的GPU）。

FPGA的主要优点是可编程性，可以支持定制的架构。这意味着它能更快地适应新的算法或应用程序。这种竞争优势至关重要，特别是在深度学习领域。FPGA可以使用新的定制模型/算法进行编程，与其他平台相比，可以提供更好的性能。尤其是在需要比特级处理的应用中，例如数据包处理、基因组学和比特币挖掘等。在深度学习应用中，FPGA可以提供更低的延迟和更高的性能（例如Xilinx FINN）。因此，FPGA可以在新的处理生态系统中发挥重要作用，而不仅限于SmartNIC应用。

除此之外，我们还需要提供与供应商无关的框架，允许像GPU或CPU一样，轻松、可扩展地部署FPGA。

在嵌入式系统领域，FPGA仍然占据着主导地位。Xilinx和Intel都提供了具有ARM内核的基于SoC的FPGA，广泛用于嵌入式应用。在Nvidia宣布收购ARM时曾表示，第三方仍将允许使用ARM内核。

然而，未来FPGA是否将继续用作通用加速器，或者它们在网络和电信中的应用会不会进一步受到限制，还有待观察。