迎接數(shù)據(jù)中心、AI與自適應(yīng)計(jì)算的挑戰(zhàn)

賽靈思 全球總裁兼首席執(zhí)行官 Victor Peng

1 三大應(yīng)用熱點(diǎn)

首先要說的是隨著萬物互聯(lián)趨勢(shì)的到來，物聯(lián)網(wǎng)正在成為支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)向前發(fā)展的新型基礎(chǔ)設(shè)施。目前，全球每天約有550萬個(gè)新設(shè)備加入到物聯(lián)網(wǎng)中。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2021年，全球聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將達(dá)到280億個(gè)，其中160億個(gè)設(shè)備與物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域相關(guān)。而不斷增長(zhǎng)的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量也造成了一個(gè)新的問題，那就是數(shù)據(jù)量的爆炸性增長(zhǎng)。數(shù)據(jù)中心每天要處理和存儲(chǔ)數(shù)十上百億聯(lián)網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，這就對(duì)數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)處理能力提出了更高的要求。

第二便是人工智能（AI）領(lǐng)域的快速發(fā)展。自2012年以來，在經(jīng)過了幾年的發(fā)展，深度學(xué)習(xí)類AI技術(shù)已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，并持續(xù)快速演進(jìn)。AI分析、推斷技術(shù)的大面積普及與應(yīng)用目前只是一個(gè)時(shí)間問題。對(duì)于半導(dǎo)體行業(yè)而言，用于AI推斷、分析的半導(dǎo)體器件數(shù)量需求將會(huì)在未來以指數(shù)式增長(zhǎng)。

最后便是隨著摩爾定律的失效，計(jì)算處理能力的提升逐漸放緩，我們需要一種全新的特定領(lǐng)域架構(gòu)去化解這些不利因素的影響，維持計(jì)算處理能力的發(fā)展。然而隨著芯片制程精度的提升，設(shè)計(jì)成本大大增加，芯片的更新?lián)Q代逐漸跟不上技術(shù)的發(fā)展。全新的自適應(yīng)計(jì)算技術(shù)逐漸站到了舞臺(tái)的中央。自適應(yīng)計(jì)算是一種解決方案，因?yàn)樗槐厥褂眯碌男酒湍軜?gòu)建 DSA(專用領(lǐng)域架構(gòu))，支持以最低一次性工程費(fèi)用（NRE）實(shí)現(xiàn)快速開發(fā)與部署。

2 對(duì)中國(guó)本土企業(yè)的發(fā)展建議

2019年賽靈思在中國(guó)的營(yíng)收占總營(yíng)收的28%，中國(guó)市場(chǎng)目前已經(jīng)成為賽靈思最大的單一國(guó)家市場(chǎng)。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2025年中國(guó)將成為全球最大的數(shù)據(jù)匯集地。不論從目前的市場(chǎng)潛力，還是賽靈思對(duì)于未來的戰(zhàn)略布局來看，中國(guó)市場(chǎng)都將成為賽靈思未來戰(zhàn)略中的重要一環(huán)，賽靈思將不斷加大對(duì)中國(guó)市場(chǎng)的投入。

目前中國(guó)已經(jīng)出現(xiàn)了大量中國(guó)本土的FPGA公司，說明已經(jīng)有許多人理解到自適應(yīng)解決方案的價(jià)值所在。但目前來看，在FPGA領(lǐng)域，中國(guó)企業(yè)想要躋身世界還需要很長(zhǎng)的時(shí)間。

在AI技術(shù)領(lǐng)域，中國(guó)市場(chǎng)的技術(shù)創(chuàng)新速度是非常讓人振奮的。但是中國(guó)有許多AI初創(chuàng)企業(yè)扎堆做自己的AI專用芯片。這種趨勢(shì)并不是十分樂觀的，AI領(lǐng)域的初創(chuàng)企業(yè)應(yīng)該更多地關(guān)注特定的技術(shù)與應(yīng)用，而不是隨大流去研發(fā)芯片，因?yàn)檠邪l(fā)芯片是十分復(fù)雜，需要大量成本與時(shí)間的投入。過多地花費(fèi)精力投入在這一領(lǐng)域，其實(shí)是對(duì)資源和成本的浪費(fèi)。

3 賽靈思的解決方案

面對(duì)數(shù)據(jù)爆炸式增長(zhǎng)的趨勢(shì)，我們推出了Alveo系列加速卡，包括U50、U200、U250和U280四個(gè)產(chǎn)品，未來還會(huì)有更多的加速器卡蓄勢(shì)待發(fā)。賽靈思Alveo數(shù)據(jù)中心加速器卡是專門為滿足現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心變化莫測(cè)的需求而設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品。Alveo數(shù)據(jù)中心加速器卡與CPU相比，性能提升高達(dá)90倍，其中包括機(jī)器學(xué)習(xí)推斷、視頻轉(zhuǎn)碼、數(shù)據(jù)庫(kù)搜索分析等目前大熱的應(yīng)用領(lǐng)域。產(chǎn)品整體基于賽靈思16nm UltraScale架構(gòu)，其中，Alveo U250實(shí)時(shí)推斷吞吐量比高端 CPU高出20 倍，相對(duì)于高端 GPU[1] 等固定功能的加速器，能讓 2 毫秒以下的低時(shí)延應(yīng)用性能提升 4 倍以上。

最新推出的Alveo U50是業(yè)界首款輕量級(jí)PCIe Gen4自適應(yīng)計(jì)算加速卡，并且面向所有服務(wù)器、各種云和邊緣的數(shù)據(jù)中心應(yīng)用，包括網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)加速。Alveo U50為客戶提供了小尺寸，低功耗的可編程加速器平臺(tái)，專門為不同規(guī)模，不同類型的系統(tǒng)架構(gòu)及領(lǐng)域特定的加速應(yīng)用而打造，面向任意類型的服務(wù)器部署，包括本地，云端和邊緣。為了應(yīng)對(duì)不斷變化的云微服務(wù)等新興工作負(fù)載的挑戰(zhàn)，Alveo U50在更大吞吐量，更低延遲和更高功耗效率方面實(shí)現(xiàn)了10-20倍的大幅提升。對(duì)于加速網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)工作負(fù)載，U50卡可幫助開發(fā)人員通過將數(shù)據(jù)更接近計(jì)算的方式來識(shí)別并打破時(shí)延和數(shù)據(jù)移動(dòng)的瓶頸。

為應(yīng)對(duì)自適應(yīng)計(jì)算浪潮，我們?cè)?018年便推出了世界上首款自適應(yīng)計(jì)算加速平臺(tái)ACAP。其中首個(gè)ACAP產(chǎn)品Versal的推出，歷經(jīng)了賽靈思四年研發(fā)，投入 10 億美元以上，有1500 多名軟硬件工程師參與其中。它適用于多個(gè)市場(chǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景，比如說汽車、工業(yè)、科學(xué)與醫(yī)療、航空航天與國(guó)防、音視頻與廣播乃至于消費(fèi)類電子等。

ACAP是一個(gè)高度集成的多核異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)，能夠根據(jù)各種應(yīng)用方向與不同的工作負(fù)載，從硬件層上靈活地進(jìn)行修改。通過動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的自適應(yīng)能力，ACAP平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了CPU與GPU無法企及的性能與功耗比。

在軟件工具領(lǐng)域，今年我們發(fā)布了Vitis統(tǒng)一軟件平臺(tái)，這款軟件平臺(tái)可以讓包括軟件工程師和 AI 科學(xué)家在內(nèi)的廣大開發(fā)者都能受益于硬件靈活應(yīng)變的優(yōu)勢(shì)。Vitis 統(tǒng)一軟件平臺(tái)無需用戶深入掌握硬件專業(yè)知識(shí)，即可根據(jù)軟件或算法代碼自動(dòng)適配和使用賽靈思硬件架構(gòu)。此外，Vitis 平臺(tái)不限制使用專有開發(fā)環(huán)境，而是可以插入到通用的軟件開發(fā)工具中，并利用豐富的優(yōu)化過的開源庫(kù)，使開發(fā)者能夠?qū)Ｗ⒂谒惴ǖ拈_發(fā)。