在半導(dǎo)體行業(yè)的浩瀚星空中，F(xiàn)PGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）雖不似CPU、GPU那般星光熠熠，卻以其獨(dú)特的魅力，悄然照亮了一片獨(dú)特的天地。這項(xiàng)并不為大眾所熟知的技術(shù)，實(shí)則已經(jīng)走過(guò)了四十年的風(fēng)雨歷程，不僅徹底重塑了半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)與應(yīng)用的格局，還催生了一個(gè)價(jià)值超百億美元的龐大產(chǎn)業(yè)。

FPGA，這一源于可編程陣列邏輯、通用陣列邏輯及可擦除可編程邏輯器件等半導(dǎo)體器件的技術(shù)，是一種功能強(qiáng)大的可編程邏輯芯片。它如同一塊數(shù)字電路領(lǐng)域的“萬(wàn)能積木”，開發(fā)者可以根據(jù)需求對(duì)其進(jìn)行任意編程，實(shí)現(xiàn)豐富多樣的邏輯處理功能。作為ASIC（專用集成電路）的半定制電路，F(xiàn)PGA既彌補(bǔ)了定制電路的靈活性不足，又克服了傳統(tǒng)可編程器件門電路數(shù)有限的局限，憑借其高集成度、強(qiáng)大邏輯功能和高度靈活性，成為了設(shè)計(jì)數(shù)字電路或系統(tǒng)的優(yōu)選之一。

FPGA內(nèi)核圖示例

回望歷史，1985年6月，賽靈思公司推出了世界上第一款FPGA產(chǎn)品——XC2064，這一里程碑式的發(fā)明，源自賽靈思聯(lián)合創(chuàng)始人、電氣工程師Ross Freeman的智慧火花。四十年來(lái)，F(xiàn)PGA已累計(jì)出貨超過(guò)三十億顆，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、通信、交通、金融、工業(yè)、醫(yī)療、機(jī)器人、無(wú)人機(jī)、數(shù)據(jù)中心、航空航天等眾多領(lǐng)域，見證了半導(dǎo)體行業(yè)的滄桑巨變與人類科技的飛速發(fā)展。

在這四十年的歷程中，F(xiàn)PGA的晶體管數(shù)量從最初的8.5萬(wàn)個(gè)飆升至1380億個(gè)，邏輯單元從64個(gè)增長(zhǎng)到1850萬(wàn)個(gè)，I/O塊也從58個(gè)增加到2654個(gè)，其功能愈發(fā)強(qiáng)大，應(yīng)用愈發(fā)廣泛。如今，F(xiàn)PGA領(lǐng)域的主要品牌包括賽靈思（已被AMD收購(gòu)）、Altera（曾歸Intel所有，后又被賣出）、Lattice、Actel（歷經(jīng)Microsemi、Microchip兩次收購(gòu)）以及Achronix等。

AMD產(chǎn)品、軟件和解決方案公司副總裁Kirk Saban，一位在FPGA領(lǐng)域深耕超過(guò)二十五年的資深專家，分享了FPGA在當(dāng)下AI浪潮中的獨(dú)特價(jià)值與未來(lái)走向。他認(rèn)為，在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，F(xiàn)PGA以其關(guān)鍵的應(yīng)用價(jià)值，尤其是在需要加速的應(yīng)用場(chǎng)景中，展現(xiàn)出了無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。AMD正致力于開發(fā)適用于FPGA的AI編譯器等軟件技術(shù)，通過(guò)多樣化的投資與并購(gòu)，不斷打磨和增強(qiáng)AI軟件生態(tài)系統(tǒng)，以充分釋放FPGA的硬件潛能。

在AI時(shí)代，F(xiàn)PGA最適合的應(yīng)用場(chǎng)景莫過(guò)于邊緣側(cè)，尤其是在需要實(shí)時(shí)處理、實(shí)時(shí)決策、零延遲的業(yè)務(wù)場(chǎng)景中。FPGA的自適應(yīng)性極強(qiáng)，能夠滿足不同尺寸、功耗、價(jià)格和性能需求，因此在AI領(lǐng)域的眾多應(yīng)用中，F(xiàn)PGA都能大顯身手，包括一些重要的基礎(chǔ)設(shè)施AI應(yīng)用。例如，在邊緣側(cè)存在大量傳感器、攝像頭等設(shè)備時(shí)，F(xiàn)PGA技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的低時(shí)延處理，加速邊緣端AI推理。

面對(duì)邊緣側(cè)越來(lái)越多的小語(yǔ)言模型和多模態(tài)模型的出現(xiàn)，AMD正在打造一個(gè)一體化的軟件框架，使客戶能夠使用AMD的硬件訓(xùn)練模型并進(jìn)行推理部署。在此過(guò)程中，AMD Versal系列產(chǎn)品憑借其靈活的NPU和可編程邏輯塊，成為了理想的選擇。

展望未來(lái)，F(xiàn)PGA正步入新的發(fā)展階段，技術(shù)迭代涌現(xiàn)出諸多新趨勢(shì)，如進(jìn)一步SoC化、LUT數(shù)量增加、chiplets多芯粒整合封裝以及ASIC原型測(cè)試與測(cè)量等。AMD憑借其悠久的歷史和成熟經(jīng)驗(yàn)，正不斷將新技術(shù)導(dǎo)入FPGA產(chǎn)品，助推其未來(lái)發(fā)展。同時(shí)，隨著先進(jìn)半導(dǎo)體節(jié)點(diǎn)成本的快速下降，AMD FPGA產(chǎn)品也在不遺余力地研發(fā)基于最新工藝節(jié)點(diǎn)的新產(chǎn)品，未來(lái)不久，我們將見證這些基于芯粒技術(shù)的新品問(wèn)世。

FPGA，這項(xiàng)嵌入在全世界各種應(yīng)用中的技術(shù)，雖不為大眾所熟知，卻以其不可或缺的重要性和勃勃生機(jī)，在AI時(shí)代繼續(xù)發(fā)揮著獨(dú)特的作用，推動(dòng)著各種應(yīng)用和創(chuàng)新的發(fā)展。FPGA的未來(lái)，依舊光明璀璨，AMD FPGA的未來(lái)，同樣值得期待。