隨著新一波智能數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的興起，基于傳統(tǒng)的CPU架構(gòu)已經(jīng)無(wú)法滿足這些新應(yīng)用中計(jì)算需求的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，推動(dòng)了對(duì)全新的、異構(gòu)的、帶有可編程硬件加速器的計(jì)算架構(gòu)的需求。

人工智能(AI)/機(jī)器學(xué)習(xí)、5G移動(dòng)通信、汽車(chē)先進(jìn)駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)、數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，催生了包括地平線機(jī)器人、寒武紀(jì)、商湯科技等以提供高性能ASIC為核心產(chǎn)品的公司，而這些高性能計(jì)算的ASIC產(chǎn)品對(duì)于傳統(tǒng)的FPGA 的發(fā)展提出了挑戰(zhàn)。

FPGA技術(shù)在尋求新的發(fā)展空間,嵌入到大規(guī)模專用處理芯片是一個(gè)新的方向。

Achronix是一家私有的、采用無(wú)晶圓廠模式的FPGA 技術(shù)公司，開(kāi)發(fā)了自己的嵌入式FPGA技術(shù)，該技術(shù)是Speedster22i FPGA及Speedcore eFPGA產(chǎn)品的基礎(chǔ)。

為了進(jìn)一步推廣自己獨(dú)特的 FPGA技術(shù)，Achronix日前宣布為其eFPGA IP解決方案推出Speedcore custom blocks定制單元塊。

據(jù)Achronix Semiconductor市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)副總裁Steve Mensor介紹， Speedcore eFGPA嵌入式FPGA可加速數(shù)據(jù)密集的，而 Speedcore custom blocks定制單元塊可以大幅度地提升性能、功耗和面積效率，并支持以前在FPGA獨(dú)立芯片上無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能。利用Speedcore custom blocks定制單元塊，客戶可以獲得ASIC級(jí)的效率并同時(shí)保持FPGA的靈活性，從而帶來(lái)了一種可以將功耗和面積降至最低、同時(shí)將數(shù)據(jù)流通量最大化的高效實(shí)現(xiàn)方式。

Steve Mensor表示，Speedcore eFPGA提供了性能最高而成本最低的硬件加速，而現(xiàn)在借助Speedcore custom blocks定制單元模塊，過(guò)去在獨(dú)立FPGA運(yùn)算結(jié)構(gòu)中運(yùn)行緩慢且消耗大量資源的功能，都可以面向最高性能和最小片芯面積這些目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化。

通過(guò)為矩陣乘法運(yùn)算優(yōu)化數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)和存儲(chǔ)單元塊，基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)的YOLO目標(biāo)識(shí)別算法的芯片面積被縮減了超過(guò)40%。

據(jù)Steve Mensor介紹，用Speedcore custom blocks定制單元塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，客戶還獲得了相當(dāng)可喜的技術(shù)進(jìn)步，包括：1、需要并行比較器陣列的大型字符串搜索功能的片芯面積可以縮減超過(guò)90%。;2、桶形移位器(Barrel shifter)和二進(jìn)制位處理結(jié)構(gòu)也可以在Speedcore custom blocks定制單元塊中完全實(shí)現(xiàn)，從而在同樣的面積中實(shí)現(xiàn)更大的、更精妙的應(yīng)用，提升了可獲得的頻率;3、一個(gè)運(yùn)行在800MHz的400Gbps包處理數(shù)據(jù)通道的核心功能也可以用Speedcore custom blocks定制單元塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，其可編程邏輯管理分析和控制功能。

Steve Mensor在演講中還詳細(xì)地介紹了Speedcore Custom Blocks定制單元塊的定義過(guò)程。

Speedcore custom blocks定制單元塊由Achronix與其客戶共同定義，這需要一個(gè)詳細(xì)的加速工作負(fù)載架構(gòu)分析，作為性能和/或面積瓶頸的重復(fù)性功能被評(píng)估為潛在目標(biāo)，有可能被硬化而進(jìn)入Speedcore custom blocks定制單元塊。

隨后，Achronix將為客戶提供一個(gè)用于基準(zhǔn)測(cè)試和評(píng)估的新版ACE設(shè)計(jì)工具，它包含了帶有定制單元塊的、新的Speedcore eFPGA。根據(jù)需求，該過(guò)程可以被多次迭代，為客戶的系統(tǒng)創(chuàng)建優(yōu)化的解決方案。

在用戶使用Speedcore custom blocks定制單元塊進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)，ACE設(shè)計(jì)工具將會(huì)全程提供的支持。

在Achronix提供的的ACE設(shè)計(jì)工具里，每個(gè)Speedcore custom blocks定制單元塊創(chuàng)建了一種獨(dú)有圖形化用戶接口(GUI)，它可以管理所有的配置規(guī)則。

Steve Mensor表示，ACE擁有Speedcore custom blocks定制單元塊所有配置的完整的時(shí)序細(xì)節(jié)，支持ACE去完成各種設(shè)計(jì)基于時(shí)序的布局和布線?？蛻艨梢杂脧?qiáng)大的版圖規(guī)劃器來(lái)優(yōu)化設(shè)計(jì)，并為所有的單元實(shí)例去制定局域或者定點(diǎn)的任務(wù)安排。

ACE還包括一個(gè)關(guān)鍵路徑分析工具，它可以支持客戶去分析時(shí)序。客戶還可以使用ACE強(qiáng)大的Snapshot嵌入式邏輯分析儀，去創(chuàng)建復(fù)雜的觸發(fā)器并展示Speedcore內(nèi)的實(shí)時(shí)信號(hào)。