巨头纷纷押宝FPGA究竟为何？一文看懂FPGA前世今生

如果像英特尔和IBM这样的大公司能够积极推动FPGA的软件生态系统的建设，其应用市场将会迅速扩张。FPGA的主流化（至少现在没有GPU那么重要，）可能会更快地出现。

Tessier解释："标准核心处理器集成的增加肯定是关键所在。过去的障碍是语言和工具，随着这些障碍越来越少，为芯片供应商新的合作机会打开了一扇门。由于这些和其他"主流化"趋势出现，不断做出的改变的FPGA的应用领域将继续增长。例如，金融服务商店是第一个使用FPGA进行财务趋势和股票选择分析的用户，但使用案例正在扩大。现在有更强的设备可以解决更大的问题。

更广泛的应用领域

除此之外，FPGA通过的其他新领域发现新用途，包括DNA测序，安全性，加密和一些关键的机器学习任务。

当然，我们希望FPGA变得强大，并"进入"世界上最大的云端和超大规模数据中心，Xilnix数据中心部门副总裁Hamant Dhulla对此表示强烈赞同。他在2016年初，他告诉The Next Platform， "异构计算已经不再是一种趋势，而是现实"，也就是在那个时候，微软推出了使用FPGA的Catapult案例（现在就很多或以后会很多），英特尔收购了Altera以及看到了更多FPGA将广泛应用在数据中心的声明。

从机器学习，高性能计算，数据分析等领域，FPGA在更多样化的应用领域中崭露头角。这些都与FPGA上嵌入了越来越多可用的on-chip存储器有关，这些都是FPGA制造商和潜在终端用户所期待的。 Dhulla表示，市场潜力足够大，让Xilinx能够调整其业务的方式。 过去几年，存储和网络主导了FPGA用户群。但未来五年内，计算端的需求将远远超过存储和网络，并都将沿着稳定的增长线继续发展。

在FPGA其他的热门领域（包括机器学习），它们的更像是一个带有GPU 的"协作"加速器。毫无疑问，对于许多机器学习工作负载的训练部分，GPU是主要的。因此为这里需要很多计算能力，就像HPC一样，其中power envelope tradeoff值得的。但是这些客户购买了数十或数百个GPU，而不是数十万个，庞大的加速器数目正使用在机器学习pipeline的推理部分，这就是市场所在。

正如我们指出的，Nvidia正在使用两个独立的GPU（用M4来训练，更低功耗的M4插入来削减服务器）来抵消这一点，但Dhulla认为FPGA仍然能够通过采用PCIe方法降低功耗，也可以嵌入超大规模数据中心。

他们的SDAccel编程环境通过提供对C，C ++和OpenCL的高级接口，使其更实用，但是推动超大规模和HPC采用的真正途径是通过最终用户示例。

当涉及到这些早期的用户，就像为下一代的FPGA的应用搭建了舞台，Dhulla指向像Edico Genome这样的公司。Xilinx目前还与其他领域的客户合作，包括石油和天然气和金融方面的历史计算方面。早期客户将Xilinx 的FPGA应用在机器学习，图像识别和分析以及安全性方面，这可以看作他们计算加速业务发展的第一步。

尽管双精度性能和总体价格不佳，FPGA的真正的大规模应用机会在于云端。因为FPGA可以提供GPU所不能提供的优势。如果FPGA供应商能够说服其最终用户，他们的加速器可以提供相当大的性能提升（在某些情况下他们会这样做）给关键的工作负载。提供一个通过带有其他加速器（例如CUDA）的complexity-wise的编程环境推进OpenCL开发，通过在云端中提供FPGA来解决价格问题。这可能是一个新的希望。

当然，这种希望来源于将FPGA部署到有超密集服务器云端架构内，而不是在单机的销售上。这种模式已经在FPGA的金融服务中发生。

正如他们GPU加速器"伙伴"围绕深度学习进行拉动，以便迅速得到更多的用户， FPGA设备在探索一个通过解决神经网络和深度学习的问题的方式找寻入侵市场的真正的机会。

新的应用程序主机意味着新的市场，随着云端应用的推广消除了一些管理开销，它可能意味着更广泛的采用。FPGA供应商努力推动它在一些关键的机器学习，神经网络和搜索方面的应用。FPGA在诸如自然语言处理，医学成像，深度数据检测等领域中的超大规模上下文中变得越来越普遍。

在过去一年里，FPGA的多种应用得到曝光，特别是在深度学习和神经网络，以及图像识别和自然语言处理等领域。例如，微软使用FPGA在1,632个节点上提供2倍的搜索服务，并采用创新的高吞吐量网络来支持Altera FPGA驱动的工作。中国的搜索引擎巨头百度（也是许多深度学习和神经网络任务GPU用户）正在用FPGA执行存储控制，其每天的数据吞吐量在100TB到1PB之间。

使用FPGA的大规模数据中心和其他领域的应用正在吸引人们对FPGA的单精度浮点性能的更多关注。

虽然一些案例使用（包括百度示例），将GPU作为计算加速器和FPGA用在存储端，但Altera，