在深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域，GPU加速是應(yīng)用的主流,。當(dāng)然還有一些人會獨辟蹊徑的選擇一些“非主流”的產(chǎn)品，比如FPGA,。
作為新興的加速代表，F(xiàn)PGA與人工智能這個名字緊緊的捆綁在一起，業(yè)界對于FPGA的前景也充滿期待。去年5月,，英特爾宣布以167億美元收購FPGA生產(chǎn)商Altera，這也說明了這個芯片巨頭對于FPGA市場發(fā)展的強大信心,。
但是,，對于許多人來說，F(xiàn)PGA的意義何在,，F(xiàn)PGA能夠應(yīng)用于生產(chǎn)場景中，這些問題都是他們存在于心底的疑惑,。而對于FPGA的許多,，筆者日前有幸聆聽了英特爾PSG BDM部門劉斌博士的演講，對于FPGA的認識有了進一步的加深,。
FPGA存在的意義是什么?
用戶可以從Caffe或者從TensorFlow開始Machine Learning的設(shè)計,，開始神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)CNN的設(shè)計，在設(shè)計之后不需要真的了解FPGA是怎么開發(fā)的,，F(xiàn)PGA的板卡是怎么開發(fā)的,，F(xiàn)PGA用什么樣的硬件描述語言，你就可以把你的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)放進FPGA里,，得到FPGA的速度和功耗上的優(yōu)勢,，這個是我們戰(zhàn)略里面，F(xiàn)PGA所扮演的角色。
為什么FPGA比較適合用于深度學(xué)習(xí)
首先FPGA是一個可編程的硬件,，和我們大部分的處理器不同,。因為處理器的硬件結(jié)構(gòu)是固定的。FPGA雖然有非常穩(wěn)定的底層結(jié)構(gòu)但是我們可以組合成非常多類型的數(shù)字電路,，并且在里面可以利用一些硬核構(gòu)成一些相對比較高層的計算結(jié)構(gòu),。
首先FPGA的能效比非常好，其次FPGA有非常好的可編程性,，即使在線的情況下,，你可以更新你的硬件結(jié)構(gòu)。最后,，F(xiàn)PGA本身因為具備類似I/O或者說片上系統(tǒng)的部分功能,，可以提供一些基礎(chǔ)架構(gòu)上的靈活性。
英特爾的FPGA相關(guān)產(chǎn)品
英特爾(Altera)傳統(tǒng)來講是一個半導(dǎo)體的廠商,，所以在FPGA這個產(chǎn)品線里面我們其實包括以下幾種類型產(chǎn)品,。半導(dǎo)體這一側(cè)我們主要有叫Max的CPLD系列，Cyclone,， Arria 和Stratix的FPGA產(chǎn)品系列,，這個是從低到高的。
Cyclone是比較低端的,，Arria在中間,，Stratix是比較高端的產(chǎn)品系列。每個產(chǎn)品系列里面又有自己的不同的具體的型號,， 按照規(guī)模來劃分,，那應(yīng)用的場景會不太一樣。
Cyclone可能是應(yīng)用在更工業(yè)化的更嵌入設(shè)備應(yīng)用的場景里,，Arria是一個功耗成本和性能的一個平衡產(chǎn)品,，Stratix是一個超強的計算能力的產(chǎn)品。我們今年年底正在推出Statix 10的工程樣片,，第一個工程樣片它的浮點計算能力達到9.2個Tflop,，9個Tflops的產(chǎn)品。
Enpirion是我們另外一條產(chǎn)品線,，主要是支持一個非常小尺寸的電源的工作,，在server或者是在計算領(lǐng)域有很大應(yīng)用。但產(chǎn)品來講除了器件以外,，我們包括了開發(fā)工具,，也包括板卡和IP。
如何利用一顆FPGA實現(xiàn)CNN加速
我們選擇CNN作為第一個切入點,，因為CNN的網(wǎng)絡(luò)運用非常廣泛;另外CNN的網(wǎng)絡(luò)也是深度學(xué)習(xí)一個典型的情況,，會不停地往前演進,。
FPGA效率達到最高的基本原則是，我里面剛剛講到的乘加單元,、存儲器單元,，他們能夠盡可能的被使用到。
FPGA在CNN領(lǐng)域面臨的3大挑戰(zhàn)
因為FPGA還很新,，那進入這個市場第一個挑戰(zhàn)是怎么樣讓FPGA工作起來,。
第二個挑戰(zhàn)是機器學(xué)習(xí)是一個快變的一個技術(shù)領(lǐng)域，所以他的生態(tài)壞境,、社區(qū),、軟件都是非常重要的一個方面。那我們作為后來者,，特別是跟這種FPGA的團隊
第三個是FPGA還有一些原生的特點,，比如開發(fā)周期是比較長。
在演講的最后,，在談到為何今天應(yīng)該采用英特爾FPGA來實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的時候,，劉斌表示：“英特爾FPGA是技術(shù)和價值之選;英特爾機器學(xué)習(xí)戰(zhàn)略將先進的器件(包括FPGA)與優(yōu)化的軟件庫，高階的框架,，以及數(shù)據(jù)分析平臺整合在一起;英特爾FPGA支持高效的OpenCL編程,。”