Achronix推出第四代Speedcore eFPGA IP，直指AI市場

至頂網伺服器頻道 11月28日 新聞訊息（文/鄒大斌）： 風氣雲湧的人工智慧（AI）/機器學習（ML）推動了晶片行業的快速發展。為了響應AI市場的旺盛需求，CPU、GPU、FPGA等廠商也都加快了產品更新和新產品推出的腳步。日前Achronix半導體宣佈，推出第四代嵌入式FPGA產品Speedcore Gen4 eFPGA IP，以支援客戶將FPGA功能整合到他們的SoC之中。除了效能、功耗方面的持續改進外，Achronix新一代產品針對AI/ML應用做出了特別的設計，其中新增的機器學習處理器（MLP）將帶來AI/ML應用效能3倍的提升。

Achronix是一家主要提供eFPGA（嵌入式FPGA） IP的供應商。其商業模式類似ARM，本身不生產eFPGA晶片，而是提供eFPGA晶片設計給下游廠商，有FPGA領域的ARM之稱。eFPGA屬於FPAG的一個細分領域，早期主要用於ASIC晶片設計中的通訊交換，用於提高SoC的靈活性，同時降低體機、功耗和成本，但如今已經擴充套件到包括雲端計算、5G、邊緣計算、網路加速、儲存、自動加速等多個領域。

Speedcore是Achronix於2016年推出的一個eFPGA IP，上市後受到了市場的廣泛認可。新推出的最新一代產品Speedcore Gen4採用臺積電7奈米的製程工藝，在保留了原有的Speedcore eFPGA IP的功能，即可將可程式設計硬體加速功能引入廣泛的計算、網路和儲存應用，實現介面協議橋接/轉換、演算法加速和資料包處理，將效能提高了60％、功耗降低了50％、芯片面積減少65％。在Speedcore Gen4架構中，還針對AI做了特別的設計，從而為人工智慧和機器學習（AI / ML）應用提供了效能/功耗比最高和成本最低的解決方案。

“與PC和移動裝置的普及相比，AI的普及速度將更快，而在AI應用領域，FPGA有著自己獨特的優勢，包括效能、功耗等。”Achronix Semiconductor公司市場營銷副總裁Steve Mensor表示。

Achronix Semiconductor公司市場營銷副總裁Steve Mensor

Steve Mensor介紹，與以前的Achronix FPGA產品相比，新的Achronix機器學習處理器（MLP）利用了人工智慧/機器學習處理的特定屬性，並將這些應用的效能提高了300％。這是通過多種架構性創新來實現的，這些創新可以同時提高每個時鐘週期的效能和操作次數。

據悉，新的Achronix機器學習處理器（MLP）是一個完整的人工智慧/機器學習計算引擎，它與儲存器緊密耦合，支援定點和多個浮點數格式和精度。每個機器學習處理器包括一個迴圈暫存器檔案（Cyclical Register File），它用來儲存重用的權重或資料。各個機器學習處理器與相鄰的機器學習處理器單元模組和更大的儲存單元模組緊密耦合，以提供最高的處理效能、每秒最高的操作次數和最低的功率分集。這些機器學習處理器支援各種定點和浮點格式，包括Bfloat16、16位、半精度、24位和單元塊浮點。使用者可以通過為其應用選擇最佳精度來實現精度和效能的均衡。

為了補充機器學習處理器並提高人工智慧/機器學習的計算密度，Speedcore Gen4查詢表（LUT）可以實現比任何獨立FPGA晶片產品高出兩倍的乘法器。領先的獨立FPGA晶片在21個查詢表可以中實現6x6乘法器，而Speedcore Gen4僅需在11個LUT中就可實現相同的功能，並可在1 GHz的速率上工作。

除了MLP之外，與上一代Speedcore產品相比，新的Speedcore Gen4架構實現了多項創新，從而可將系統整體效能提高60％。其中查詢表的所有方面都得到了增強，以支援使用最少的資源來實現各種功能，從而可縮減面積和功耗並提高效能。其中的更改包括將ALU的大小加倍、將每個LUT的暫存器數量加倍、支援7位函式和一些8位函式、以及為移位暫存器提供的專用高速連線。

其中的路由架構也藉由一種獨立的專用匯流排路由結構得到了增強。此外，在該路由結構中還有專用的匯流排多路複用器，可有效地建立分散式的、執行時可配置的交換網路。這為高頻寬和低延遲應用提供了最佳的解決方案，並在業界首次實現了將網路優化應用於FPGA互連。

在供貨方面，Steve Mensor透露，目前對於已量產的Speedcore架構，Achronix可在6周內為客戶配置並提供Speedcore eFPGA IP和支援檔案。採用臺積電7nm工藝節點的Speedcore Gen4將於2019年上半年投入量產，但是晶片設計企業現已可以聯絡Achronix，以獲得支援其特定需求的Speedcore Gen4例項。Achronix還將於2019年下半年提供用於臺積電16nm和12nm工藝節點的Speedcore Gen4 eFPGA IP。

另外，Achronix的ACE設計工具中包括了Speedcore Gen4 eFPGAs的預先配置示例例項，它們可支援客戶針對性能、資源使用率和編譯時間去評估Speedcore Gen4的結果質量；Achronix現已可提供支援Speedcore Gen4的ACE設計工具。Speedcore採用了一種模組化的架構，它可根據客戶的要求輕鬆配置其大小。Achronix使用其Speedcore Builder工具來即刻建立新的Speedcore例項，以便滿足客戶對其快速評估的要求。對於需要了解晶片尺寸和功率資訊的客戶，可以聯絡Achronix來了解有關其特定Speedcore Gen4 eFPGA的面積和工藝要求的詳細資訊。