首發！賽靈思推顛覆性AI晶元 正面宣戰英偉達英特爾
智東西3月19日消息，今天，全球FPGA晶元巨頭賽靈思推出全新一代AI晶元架構ACAP，並將基於這套架構推出一系列晶元新品；其中首款代號為「珠穆朗瑪峰（Everest）」的AI晶元新品將採用台積電7nm工藝打造，今年內實現流片，2019年向客戶交付發貨。
ACAP是以新一代的FPGA架構位核心，基於ARM架構，結合分散式存儲器與硬體可編程的DSP模塊、一個多核 SoC以及一個或多個軟體可編程且同時又具備硬體靈活應變性的計算引擎，並全部通過片上網路（NoC）實現互連。簡單地來講，ACAP是基於賽靈思的傳統優勢FPGA晶元，又通過架構、製程等一攬子升級打造的計算引擎，目標是達到在針對性領域遠超傳統GPU、CPU的計算性能，在AI晶元漫天飛的現在，這是賽靈思的重拳反擊，雖然這一拳真正打出來還要等到2019年。
這項ACAP新架構是賽靈思歷時4年，動用了1500名工程師，投入超過10億美元研發而成的。賽靈思新任總裁兼CEO Victor Peng將ACAP稱為「賽靈思自發明FPGA以來最卓著的工程成就，對業界來說是一項重大的技術顛覆，在未來5-10年內成為市場中的重要產品。」
自從三年前英特爾170億美元收購了競爭對手Altera後，賽靈思已經當之無愧地佔據了FPGA行業龍頭地位。Victor Peng在前不久的中國媒體發布會上表示，「如果你在一個行業內達到了一種高度，你就有資格玩下一關的遊戲。現在我們（ACAP）已經從FPGA的市場中上了一個台階，要和英偉達、英特爾的處理器展開新競爭。」
值得一提的是，Victor Peng於今年1月29日剛剛上任，是賽靈思的第四任CEO。在發布會上，Victor Peng還宣布了賽靈思在AI時代的三大戰略布局，包括：數據中心優先、加速八大主流市場發展、以及最重要的ACAP系列產品。會後，智東西還受邀與少數媒體一起參與了對賽靈思CEO Victor Peng的圓桌採訪。
賽靈思CEO Victor Peng
歷時4年，投入10億美元，將AI計算力提高20倍
Victor Peng表示，隨著全球數據爆炸與AI等新興技術的興起，摩爾定律所起作用的定律已經大大放緩。現在世界範圍內——尤其是中國範圍內——的新產品、新模式、新應用崛起速度已經超過了晶元發展速度。
Victor Peng告訴智東西，這種演算法迭代、應用創新的速度還將持續很長一段時間，甚至會維持10-20年之久，因此一款靈活、可應變的計算平台將成為創新的重中之重。而且，未來最終並不會是一款AI晶元架構統一天下的局面，我們越來越需要能夠適應眾多AI應用、適應不斷變化的AI演算法的新型晶元架構出現。
ACAP（念法是「A-CAP」），全稱Adaptive Compute Acceleration Platform，翻譯過來是「自適應計算加速平台」。這是一款高度集成的多核異構計算平台，能根據各種應用於工作負載的需求對硬體層進行靈活變化。這項新架構是賽靈思歷時4年，動用了1500名工程師，投入超過10億美元研發而成的。
要了解ACAP，首先得了解FPGA。 FPGA全稱「可編程門陣列」，是一種半定製電路。其中的「可編程」指的是可以用戶通過重新配置邏輯資源來不停嘗試，通過編輯不同的配置文件把同一個FPGA進行不同屬性的設置。
而ACAP的核心是新一代的FPGA架構，依舊使用了ARM架構，結合了分散式存儲器與硬體可編程的DSP模塊、一個多核 SoC以及一個或多個軟體可編程且同時又具備硬體靈活應變性的計算引擎，並全部通過片上網路（NoC）實現互連。
ACAP還擁有高度集成的可編程I/O功能，根據不同的器件型號這些功能從集成式硬體可編程存儲器控制器，到先進的SerDes收發器技術，前沿的RF-ADC/DAC和集成式高帶寬存儲器（HBM）。
值得一提的是，ACAP除了允許開發者用FPGA語言及工具進行編程外，還允許開發者使用C/C++、OpenCL和Python等軟體工具進行編程，大大減少了FPGA此前開發難度大、開發周期長等問題。
第一款ACAP產品系列，將是採用台積電7nm工藝打造的、代號為「珠穆朗瑪峰（Everest）」的產品系列，該產品將於今年年底實現流片。該款產品能提供比賽靈思VU9P產品（在數據中心內布局最廣泛的產品）高20倍的AI計算能力，並將5G通信信號處理性能提高4倍。
在談到ACAP與英偉達、英特爾的競爭時，Victor Peng表示，「我們不打算做比英特爾CPU更好的CPU，也不打算做比英偉達GPU更好的GPU。我們會專註於自己的核心競爭力，更加針對計算平台靈活性進行優化。」與此同時，ACAP也較之FPGA更開放，同時更易使用，突破賽靈思此前「僅支持硬體開發者」的局限。
Victor還補充道，在一些具體行業，比如汽車、醫療、航空航天等，這些行業普遍注重質量和可靠性，賽靈思已經在其中深耕了10多年，在很多行業已經取得了穩固地位，英特爾跟英偉達等都是新來者。
據賽靈思介紹，ACAP的靈活應變能力可以在工作過程中進行動態調節，從而實現CPU、GPU所無法企及的性能水平與性能功耗比。ACAP將會針對新型工作負載進行加速，比CPU快10-100倍，比GPU的用例更加豐富，包括視頻轉碼、資料庫、數據壓縮、搜索、AI推斷、基因組學、機器視覺、計算存儲及網路加速等。
與專用ASIC類AI晶元相比，ACAP則在整體成本TCO方面更有優勢。比如在數據中心中，你可以用專用ASIC晶元進行視頻分析，此時性能表現不錯。但是數據中心不會7×24都需要視頻分析功能，因此在閑置時ASIC依舊會耗電。而可定製、可實時調整的ACAP則可以根據數據中心業務的實時負載進行重新配置，算下來總體的功耗成本更低。
「ASIC不是一種長期廣泛的正確解決方案，」VIctor說，「專註的AI晶元只能加速部分網路，但是只能維持這個水平，最終滿足一小部分市場需求。但是現在市場充滿變化，新網路、新技術不斷出現，比如現在大火的低精度深度學習網路壓縮，用ASIC需要針對新網路重新設計打造晶元，用ACAP就可以立刻部署新網路。
不過Victor同時提到，ACAP這項技術還較新，還需要一定的市場接受時間（take some time to unfold）。更多關於ACAP與「珠穆朗瑪峰」的信息智東西將在接下來的幾個月繼續跟進報道。
AI時代的三大新型戰略布局
在前不久的中國媒體交流會上，Victor Peng還宣布了賽靈思在AI時代的三大戰略布局，包括：數據中心優先、加速八大主流市場發展、以及上文提到的ACAP系列產品。
目前，以雲服務為主的數據中心市場在全球範圍內雖然已經具備一定體量，但仍舊是一個快速增長、快速普及的領域。而且，用戶接入AWS、谷歌雲、阿里雲、華為雲後，可以直接通過軟體接入賽靈思ACAP/FPGA的能力，不需要硬體開發能力。因此，賽靈思將數據中心作為了AI時代的市場首要戰略要塞。
而關注數據中心業務，除了提高晶元的相關性能之外，還包括向軟體應用開發者滲透、以及圍繞數據中心計算打造生態系統。
向軟體應用開發者滲透包括向開發者提供：硬體開發板、SDSoC等開發環境、機器學習等加速庫、以及TensorFlow等加速開放的軟體框架。
而圍繞數據中心計算打造生態系統則包括上層應用、工具與社區；雲端開發與部署（FPGA即服務）；技術與系統。
舉個例子，在上層應用方面，賽靈思此前曾經投資了國內AI晶元創企深鑒科技，根據深鑒科技資料顯示，使用賽靈思計算平台後進行LSTM推斷可以將機器學習加速40倍。基因檢測初創edico genome則可以將重病新生兒完整基因診斷分析時間從1天縮短到20分鐘，加速了100倍。
而在雲端開發與部署方面，賽靈思已經和AWS、阿里雲、華為雲、百度雲、騰訊雲等達成了合作，在這些雲服務廠商的數據中心中都會搭載賽靈思的技術與產品，讓開發者可以直接通過雲服務軟體接入賽靈思ACAP/FPGA的能力，不需要硬體開發能力。
在此之前，賽靈思的FPGA晶元相對較貴、開發難度也較大，Victor表示，新型ACAP系列產品正是要打破人們對賽靈思的這種印象。目前賽靈思的研發團隊也正在加緊完善ACAP相關配套軟體，降低使用門檻、降低開發難度是賽靈思下一步的重要目標。在未來幾年裡，賽靈思還會增加和高校的互動，吸引優秀程序員、並打造開源、論壇、社區等。
除此之外，賽靈思還提出了加速主流市場發展戰略，其中包括汽車、無線基礎設施、有線通信、音頻、視頻與廣播、航空航天、工業、科學與醫療、測試、測量與模擬、消費電子這八大市場。Victor Peng表示，賽靈思在這些主流市場中已經深耕了十多年，擁有深厚的市場根基。
賽靈思CEO Victor Peng與智東西記者合影
結語：老牌巨頭積極轉型 AI晶元市場戰火紛飛
新CEO的上任、三大戰略的提出、ACAP新品的發布，無不意味著賽靈思這家老牌FPGA巨頭正在積極轉型升級的過程里。在FPGA市場取得了一定的市場佔有率後，他們如今想要打破FPGA招牌的局限，進入到CPU、GPU等處理器競爭當中，在更大的市場中進行拼殺。
最近一年以來，AI晶元市場已經不斷火熱，除了國內外眾多AI晶元創業公司紛紛興起之外，現在連賽靈思、聯發科、高通、arm這類老牌晶元玩家也陸續入局（詳情可參見智東西此前報道）。我們即將進入「無晶元不AI、無終端不AI、無行業不AI」的時代當中。AI晶元既為科技巨頭帶來了業務升級、產業擴大的新風口；又也為各大創業者提供了顛覆現有格局，重塑科技話語權的嶄新機會。
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