Bob Siller/文  Achronix公司产品营销总监

   构筑“新基建”是支撑数据加速基础设施骨干体系的关键部分，数据加速基础设施将使技术能够支持下一代数据工作负载，而FPGA将是能够支持这一发展的关键技术。在过去的2~3年中，我们看到FPGA技术在数据中心的机器学习、人工智能（AI）和智能网络接口设备等应用，以及基带加速和基于云的无线接入网络（RAN）等5G基础设施中，都得到了越来越多的应用。在下一波计算浪潮中，我们预计FPGA在边缘计算和处理应用、用于5G基础设施的可编程无线电和前传融合应用中，应用速度将持续加快。此外，我们还看到FPGA在自动驾驶领域中的新应用，自动驾驶汽车比现在的车辆需要更高的处理能力。

考虑到这些挑战，Achronix开发了新一代的Speedster7t系列FPGA产品和Speedcore嵌入式FPGA（eFPGA）半导体知识产权（IP）。我们的产品组合包括现成的独立FPGA芯片和定制的eFPGA IP，能够支持我们满足新基建中所需的大量应用。这些部署模式包括：

·         仅使用独立FPGA器件—适用于需要最高性能FPGA的应用；

·         从独立FPGA器件开始，然后过渡到带有eFPGA IP的专用集成电路（ASIC）—适用于那些随着时间的推移，能够去强化一些可编程功能的应用，这些功能将不会转变为ASIC的固定IP，而用户则从将它们集成到单个ASIC器件的单片集成方式或多晶粒组合封装(chiplets)集成方式中受益；

·         利用片上集成的eFPGA IP开发的ASIC —适用于成本敏感型且大批量的应用，这些应用将从集成到ASIC中的定制数量可编程逻辑资源中获益，从而实现高效的性能、最低的成本和最低的功耗。

为了满足那些需要独立FPGA芯片技术的应用的需求，Achronix开发了Speedster7t系列FPGA芯片。它们基于台积电的7nm工艺技术，Speedster7t FPGA芯片具有针对高性能数据加速应用而优化的创新功能。

·         为了将数据快速地传入和传出FPGA器件，Achronix集成了多达72个高速SerDes I/O接口，每个通道的运行速率为112Gbps。我们的FPGA器件还包括4个400G的以太网接口，可支持高速数据网络应用。一旦数据传入到FPGA，它们就使用二维片上网络（NoC）在FPGA逻辑阵列之内和之间进行传输。NoC为FPGA器件内的数据传输提供了高于20Tbps的带宽，并减少了传统FPGA设计中常见的布线瓶颈。Speedster7t FPGA是第一款包含专为数据加速应用而设计的全芯片NoC的FPGA器件。

·         为了加速FPGA器件内的计算功能，Achronix提供了高速机器学习处理器（MLP）。MLP是经过优化的乘法和累加单元，它可支持各种不同的数字格式，包括块浮点、浮点和整数，这使其成为了那些需要数字格式灵活性的机器学习应用的理想选择。MLP可提供超过60万亿次操作/秒（TOPS）的计算能力，为下一代AI/机器学习（AI/ML）应用提供动力。

·         Speedster7t FPGA架构的最后一个关键部分是高性能存储接口。Achronix的Speedster7t FPGA利用低成本的GDDR6存储器来提供高达4Tbps的存储带宽。这种规模的存储带宽与I/O和计算性能实现了平衡，以缓解由于外部有限的存储带宽而导致的处理瓶颈。

除了我们的独立FPGA器件，Achronix还提供嵌入式FPGA或又称eFPGA IP，用于将其集成到定制的ASIC器件中。Speedcore eFPGA IP在Speedster7t FPGA器件中经过了流片验证，它们由逻辑单元、存储器和DSP/MLP资源组成，Speedcore eFPGA IP为客户特定的应用提供性能可微调的FPGA单元。

与必须从预先定义的FPGA器件中选择合适的产品不同，这些预先定义的器件通常会拥有多于或少于您所需的资源，而eFPGA IP资源是由我们的客户自行定义的，以完全适合他们的应用。此外，其他的ASIC处理单元与eFPGA之间的互连功能，也可以针对低延迟和高带宽进行优化，这是标准FPGA解决方案无法实现的。与独立FPGA器件相比，Speedcore eFPGA IP可以节省高达90％的成本、降低75％的功耗、带宽可增加10倍、延迟可降低10倍。

与独立FPGA器件相比，eFPGA IP是一种相对较新的技术。Achronix是最早的eFPGA供应商之一，自2017年以来，一直在大批量应用中提供eFPGA技术。eFPGA IP的典型应用包括汽车驾驶辅助系统、计算存储加速器、金融科技、AI/机器学习和5G基础设施。这些应用使用带有集成eFPGA IP的定制ASIC器件来提供所需的工作负载和算法灵活性。对于许多使用过英特尔（Intel）或赛灵思（Xilinx）的独立FPGA芯片的客户，这是一种使用范式的转换，那些厂商并不提供eFPGA IP来集成到客户的定制器件之中。

新基建的未来发展充满希望，我们期望这些应用不断采用FPGA和eFPGA技术。Achronix新一代的7nm Speedster7t FPGA和Speedcore eFPGA IP非常适合这些应用需求。