Xilinx用全可編程實(shí)現差異化，主攻四大高成長(cháng)型行業(yè)

編者按：自從去年Intel宣布收購Altera后，Xilinx的戰略規劃成為行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)。去年9月期《電子產(chǎn)品世界》曾訪(fǎng)問(wèn)過(guò)Steve，今年Steve又帶來(lái)了哪些新內容?

從FPGA到全可編程產(chǎn)品組合

　　問(wèn)：貴公司為何要過(guò)渡到全可編程，主要實(shí)現了哪些突破?

　　答：為了成為新的技術(shù)領(lǐng)先者，我們需要開(kāi)發(fā)新的產(chǎn)品類(lèi)別和編程環(huán)境，并且需要超越FPGA的傳統市場(chǎng)，來(lái)服務(wù)于高成長(cháng)性的市場(chǎng)。為此，Xilinx主要在兩個(gè)領(lǐng)域實(shí)現了突破。一個(gè)是芯片集成度上的突破。另一個(gè)是編程方式的突破。

　　在系統集成度上，16nm Zynq? UltraScale+? MPSoC器件是全球首款全可編程(All Programmable)的異構多芯片處理系統產(chǎn)品系列，擁有七個(gè)軟件可編程的內核，為5G無(wú)線(xiàn)、下一代 ADAS和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng )造了可能性。另外，Xilinx還宣布了基于臺積電(TSMC)公司的CoWoS工藝而專(zhuān)門(mén)打造的HBM FPGA，結合16nm UltraScale+ 可編程邏輯與高帶寬顯存(HBM)存儲器和新型加速器互聯(lián)技術(shù)，滿(mǎn)足高效異構計算的強烈需求。

　　編程方式的突破體現在我們所推出的統稱(chēng)為SDx 的軟件定義設計環(huán)境系列。這些面向C、C++ 或者OpenCL的軟件定義設計環(huán)境， 提供了類(lèi)似CPU/GPU的開(kāi)發(fā)運行體驗, 從而為軟件設計人員進(jìn)入FPGA領(lǐng)域掃平了道路。同時(shí)也為xilinx全可編程方案服務(wù)打開(kāi)了更多的市場(chǎng)。

　　因此，只有FPGA時(shí)，Xilinx支持約5萬(wàn)名FPGA的硬件工程師，有了28nm Zynq SoC 之后，軟件用戶(hù)增長(cháng)至5倍， 預計5年用戶(hù)將增長(cháng)5倍， 擁有25萬(wàn)名的系統和軟件工程師。

　　另外，再加上嵌入式市場(chǎng)和數據中心加速市場(chǎng)提供的機遇，我們預計的機遇比過(guò)去會(huì )增長(cháng)三倍，從50億美元市場(chǎng)擴展至150億美元市場(chǎng)。

　　問(wèn)：什么樣的客戶(hù)會(huì )選擇Xilinx?

　　答：有的客戶(hù)可能并不是特別在意要實(shí)現獨特性或者是差異化，他們只追求過(guò)去的或者是比較商品化的產(chǎn)品;但有些客戶(hù)是追求差異化的，希望能夠在競爭中脫穎而出。后者會(huì )選擇Xilinx。所以Xilinx的目標就是要幫助客戶(hù)來(lái)實(shí)現差異化。有了全可編程的解決方案，Xilinx就能夠支持客戶(hù)來(lái)創(chuàng )造更多的智能軟件，同時(shí)也能夠支持客戶(hù)來(lái)優(yōu)化他們硬件中的系統和功能。而且通過(guò)可編程的功能，還可以幫助客戶(hù)實(shí)現任意互聯(lián)。

　　問(wèn)：有些廠(chǎng)商推出了有可編程軟件的ASSP，你們認為這對FPGA向ASSP的拓展會(huì )不會(huì )造成一定的威脅?

　　答：有一些公司關(guān)注的是軟件的可編程，并不是I/O的可編程或可編程的邏輯，但Xilinx可以提供客戶(hù)定制的加速。所以對我們來(lái)說(shuō)，這并不構成威脅，因為他們主要是軟件可編程，而且是一些泛泛而談的加速，達不到Xilinx那樣的效率。

關(guān)注四大行業(yè)趨勢

　　問(wèn)：貴公司看好哪些行業(yè)大趨勢?

　　答：云計算、嵌入式視覺(jué)、物聯(lián)網(wǎng)和5G。云計算(圖1)的特點(diǎn)是按需、可擴展、虛擬化和自學(xué)習。Xilinx的機會(huì )有可配置計算、存儲和聯(lián)網(wǎng)。其中關(guān)于異構計算，有了FPGA后，可在這些CPU旁邊提升引擎效率。機器學(xué)習方面，Google等認為若要提高效率，推理要降低精度，不能用浮點(diǎn)運算，這與FPGA精度不是最高的特點(diǎn)相符。Xilinx在此的業(yè)績(jì)是：全球七大數據中心(包括中國B(niǎo)AT)中，3家已經(jīng)在量產(chǎn)部署或承諾采用我們的平臺，我們可以支持三大主流處理架構：ARM、POWER和X86，并作為聯(lián)盟主席與六大技術(shù)龍頭企業(yè)合力推動(dòng)CCIX，讓性能功耗比超越CPU 10~35倍的硬件加速優(yōu)勢可以更廣泛地支持各種數據中心應用。

　　嵌入式視覺(jué)方面，汽車(chē)ADAS、無(wú)人機、監控、機器視覺(jué)等炒得很熱，此外，醫療、專(zhuān)業(yè)音視頻、顯示器等也包含其中(圖2)。Xilinx的視覺(jué)和ADAS上有5大差異化優(yōu)勢：實(shí)時(shí)圖像識別與分析;ALL Programmable平臺的復用;可擴展傳感器融合;最高性能功耗比;僅采用單芯片帶來(lái)的安全性和保密性。其中汽車(chē)ADAS中，從輔助駕駛到自動(dòng)駕駛，Xilinx正有巨大投入，因為視覺(jué)領(lǐng)域預計2020年將達1000~3000億美元市場(chǎng)規模。Xilinx 最新的16nm芯片已加入了安全功能，可以滿(mǎn)足汽車(chē)應用的特殊需要。

　　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方面，每提升1% 的效率就可以節省數百億美元。包括智能工廠(chǎng)、智能能源、智慧城市與醫療(圖3)。Xilinx有5大差異化優(yōu)勢可以提升工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的效率——可用一句話(huà)來(lái)概括：精確、預判、保密、安全和互聯(lián)互通。具體地，通過(guò)傳感器融合與分析、任意連接、最高精度的運動(dòng)控制、可重用的All Programmable 平臺、僅采用單芯片的高度安全和保密的平臺來(lái)實(shí)現。

　　5G未來(lái)5年將帶來(lái)21億美元的市場(chǎng)。但5G技術(shù)也帶來(lái)巨大挑戰，包括基帶、連接和無(wú)線(xiàn)電(圖4)。新的挑戰契合我們全可編程器件的特點(diǎn)：在任何頻段均能提供高性能。具體地，我們的平臺的優(yōu)勢是：相比ASIC，上市時(shí)間縮短1-2年;在功耗減半的情況下，在3 倍頻段實(shí)現5倍帶寬;面向未來(lái)的高度靈活、可擴展的平臺;總成本降低50% 以上;突破性的技術(shù)創(chuàng )新。

　　問(wèn)：由于Intel收購了Altera，Xilinx以后會(huì )不會(huì )將重點(diǎn)轉向ARM和POWER，并減少對X86的投入和研發(fā)力度?

　　答：從更現實(shí)的角度來(lái)講，Xilinx現在有很多超大規模數據中心的大客戶(hù)，用的都是X86，當然他們對ARM和POWER也非常感興趣，所以Xilinx會(huì )繼續支持X86，當然主要是通過(guò)PCIe和應用庫的形式來(lái)支持， Xilinx對客戶(hù)也會(huì )做很多工作，因為他們超大規模的數據中心有非常豐富的資源，在融合方面做得非常好。所以Xilinx會(huì )繼續支持Xilinx客戶(hù)的需求，這對Xilinx的業(yè)務(wù)是非常重要的。Xilinx也同時(shí)要保證這些替代性的產(chǎn)品能夠有非常強有力的支持，因為在沒(méi)有FPGA加速可選的情況下，Xilinx也要讓ARM和POWER成為優(yōu)選的對象。當然Intel會(huì )努力向客戶(hù)推Altera，但是也要看客戶(hù)最終是在Xilinx這種開(kāi)放式的方案和Intel這種相對封閉的解決方案當中做什么樣的選擇。

　　問(wèn)：四大應用領(lǐng)域，貴公司產(chǎn)品的著(zhù)重點(diǎn)是什么?

　　答：首先第一個(gè)是云計算領(lǐng)域，我們講到的是Xilinx 在今年五月宣布宣布擴展我們的16nm UltraScale+? 產(chǎn)品路線(xiàn)圖，面向數據中心新增加速強化技術(shù)的HBM FPGA,結合16nm UltraScale+可編程邏輯與高帶寬顯存(HBM)存儲器和新型加速器互聯(lián)技術(shù)，滿(mǎn)足廣泛的異構計算要求。

　　在視覺(jué)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方面，Xilinx全可編程的Zynq SoC 有獨特的功能，它是片上系統平臺，現在保持了非常強勁的發(fā)展勢頭，比如在汽車(chē)、視覺(jué)，尤其是可重復使用的平臺上具有價(jià)值。

　　在5G領(lǐng)域，從28納米一直到7納米我們都有路線(xiàn)圖，也就是從4G到前5G一直到5G量產(chǎn)的過(guò)程。而且我還要強調的是，Xilinx對于每一個(gè)大趨勢都有定制的產(chǎn)品，都有特殊的功能來(lái)確保它能夠取得成功。

　　所以Xilinx在這四大趨勢領(lǐng)域的過(guò)程當中，都能夠發(fā)揮非常重要的作用，而且是切實(shí)地來(lái)使得Xilinx的客戶(hù)能夠實(shí)現差異化。

　　問(wèn)：在嵌入式視覺(jué)領(lǐng)域，你提到僅用單芯片就可以實(shí)現安全性，這是如何做到的?

　　答：說(shuō)到這個(gè)安全方面，其實(shí)和單芯片是密切相關(guān)的，因為無(wú)論是在工業(yè)還是汽車(chē)行業(yè)，都需要滿(mǎn)足一定的標準，在這個(gè)標準當中就會(huì )帶來(lái)一定的冗余性。

　　為了實(shí)現這個(gè)功能，就需要不同的處理器，從不同的處理器要能得到同樣的回答，如果某一部分出了問(wèn)題，就需要采用一些備份的資源。也就是我剛才所說(shuō)的必須要創(chuàng )造出這種冗余的后備資源，來(lái)確保它的安全性。

　　Xilinx一共有四類(lèi)處理器。在Zynq上可以支持這種冗余的創(chuàng )造，比如說(shuō)有應用處理器和實(shí)時(shí)處理器，這兩個(gè)處理器可以來(lái)運行同樣的程序，而且可以取得同樣的結果。另外也有FPGA的邏輯架構，有這種在Xilinx的軟件里運行的可編程的硬件，也有Xilinx的MicoBlaze處理器軟核，所以在FPGA也有這樣的選擇。所以有四種類(lèi)型，有足夠的空間來(lái)創(chuàng )造這種必須的冗余，來(lái)達到安全性的要求。

　　Xilinx的競爭對手可能就需要在他們的芯片以外額外地加上一塊芯片，才能夠創(chuàng )造出必要的冗余，但Xilinx可以在一片上就完成，因為Xilinx一塊芯片上有很多處理元素。

本文來(lái)源于中國科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2016年第8期第1頁(yè)，歡迎您寫(xiě)論文時(shí)引用，并注明出處。