​FPGA龙头越来越强,国内厂商如何发展?

2019年04月18日 作者:satoll

在英特尔于最近发布10纳米Agilex,加上Xilinx早前推出7nm ACAP平台之后,FPGA两大龙头已经不约而同跨入了一个不同的世代。这种不同不仅体现在他们的工艺进程迈进了更先进的工艺,更体现在现在的FPGA已经不再是单纯的FPGA了。更重要的一点,他们在FPGA市场进一步拉开了与后续追赶者的差距。

而对于国内的厂商来说,如何规划FPGA的未来发展路线,就显得尤为重要。

 

龙头Xilinx和Intel的新布局

自Xilinx在1984年发明FPGA以来,这种拥有可编程特性的逻辑器件凭借性能、上市时间、成本、稳定性和长期维护方面的优势,在通信、医疗、工控和安防等领域占有一席之地, 但进入近年,随着人工智能、云计算和高性能计算的兴起,FPGA所瞄准的市场也有了不同的变化,这也吸引了领先的Xilinx和Intel(收购Altera进入FPGA市场)两大供应商的虎视眈眈,Xilinx则是最先出招的。

在2018年三月,Xilinx推出了他们的7nm 的ACAP (Adaptive Compute Acceleration Platform,自适应计算加速平台)平台。

据官方介绍,ACAP 是一个高度集成的多核异构计算平台,能根据各种应用与工作负载的需求从硬件层对其进行灵活修改。其核心是新一代的 FPGA 架构,结合了分布式存储器与硬件可编程的 DSP 模块、一个多核 SoC 以及一个或多个软件可编程且同时又具备硬件自适应性的计算引擎,并全部通过片上网络(NoC)实现互连。此外,ACAP 还拥有高度集成的可编程 I/O 功能,根据不同的器件型号这些功能从集成式硬件可编程存储器控制器,到 超高速SerDes收发器技术,以及 RF-ADC/DAC 和集成式高带宽存储器(HBM)。

Xilinx ACAP

当年十月,Xilinx带来了其7nm工艺ACAP平台第一款产品Versal。据了解,这是第一个将软件可编程性与特定领域硬件加速和灵活应变能力相结合的平台,产品组合包括 6 个系列的器件,其独特架构针对云端、网络、无线通信乃至边缘计算和端点等不同市场的众多应用提供了可扩展性和 AI 推断功能,能为所有的应用提供强大的异构加速功能。

上个月,英特尔也发布了其10nm的Agilex。

据介绍,英特尔 AgilexFPGA 家族采用异构 3D 系统级封装 (SiP) 技术,集成了英特尔首款基于 10 纳米制程技术的 FPGA 架构和第二代英特尔 HyperFlex FPGA 架构,可将性能提升多达 40%,将数据中心、网络和边缘计算应用的功耗降低多达 40%。另外,英特尔 Agilex SoC FPGA 还集成了四核 Arm Cortex-A53 处理器,可提供高系统集成水平。

Intel Agilex

英特尔Agilex家族还将模拟、内存、自定义计算、自定义I/O,英特尔eASIC和FPGA逻辑结构集成到一个芯片封装中。利用带有可复用IP的自定义逻辑连续体,英特尔为客户提供了从FPGA到结构化ASIC的迁移路径。一个API提供软件友好型异构编程环境,支持软件开发人员轻松发挥FPGA的优势实现加速。

这两个厂商在发布的时候,无一不谈到了人工智能、边缘计算和数据中心这些关键字,这也将是他们这些头部玩家说聚焦的关键点。

 

FPGA市场和技术的新变化

FPGA最近几年正在面临一些新的变化。

首先从市场方面看。在FPGA被发明出来之后的早期发展阶段,市场上涌现出了不少的FPGA开发商。经过多年的兼并发展后,FPGA市场呈现了Xilinx和Altera平分秋色,Lattice和Actel则在暗中抢占市场份额。另外,还有如Achronix和Tabula等FPGA初创企业伺机抢食的局面。

但这种局面在Altera于2015被Intel斥资167亿美元收购以来彻底改变。

众所周知,先进工艺对FPGA是非常重要,谁先来到一个新的工艺节点,谁就能占据很大的优势,这会带来高人一筹的设计,市场份额随之增加。而Xilinx自从在28nm工艺的时候从UMC转向TSMC之后,并在这个节点上领先Altera之后,这坚定了他们的信心。在20nm的时候,Xilinx更进一步,拉大和Altera的差距。

反观Altera,在被Intel收购之后转向了IDM巨头的14nm工艺,但却导致了Altera被推迟,但竞争对手Xilinx却在TSMC 16nm的帮助下,建立起大幅度领先的优势。虽然后来Intel在14nm FPGA上表现不赖,也新近发了10nm的Agilex。但我们可以看到,Xilinx凭借先发优势,已经拿下了很多市场。从股价上看,在英特尔收购Altera之前,Xilinx的股价相对停滞,但目前它的股价是Altera被收购前的数倍。

Xilinx从2013年到现在的股价走势

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