作為一種硬件可重構(gòu)的體系結(jié)構(gòu),，FPGA經(jīng)常被用作專用芯片（ASIC）的小批量替代品,，隨著全球數(shù)據(jù)中心的大規(guī)模部署，以及人工智能應(yīng)用的落地,，F(xiàn)PGA憑借強大的計算能力和高度的靈活性有了更多的用武之地,。

FPGA最大的優(yōu)勢就是處理速度快,，因為引腳比較多，而且其邏輯單元可以根據(jù)算法需求重組而產(chǎn)生定制化的數(shù)據(jù)通路,，非常適合處理大批量的數(shù)據(jù)流,。

簡單來說，CPU中有控制取指,、譯碼等流程,，數(shù)據(jù)處理流程復(fù)雜；而FPGA是可編程的,，每個邏輯單元的功能在重編程（燒寫）時就已經(jīng)確定,，不需要指令。其實FPGA和GPU內(nèi)都有大量的計算單元,，計算能力都很強,，但是GPU在數(shù)據(jù)處理過程中，需要反復(fù)調(diào)取片外存儲器中的數(shù)據(jù),，F(xiàn)PGA只要數(shù)據(jù)一次性流入再流出,，算法就完成了，因此在批量數(shù)據(jù)處理方面,，F(xiàn)PGA完勝,。

正是因為數(shù)據(jù)處理的優(yōu)勢，F(xiàn)PGA在數(shù)據(jù)中心加速和AI推理中成了香餑餑,，銷量大漲,，2018年全球FPGA市場達到了60億美金，MRFR預(yù)測FPGA在2025年有望達到約125．21億美元,，Xilinx也預(yù)估數(shù)據(jù)中心對芯片的需求在未來五年將有67％的年復(fù)合增長率,。

FPGA是否能夠獨立部署？

雖然FPGA有很強的計算能力,，但是在數(shù)據(jù)中心都是和CPU協(xié)同工作,，采用“CPU＋FPGA”的異構(gòu)架構(gòu)進行加速。隨著FPGA應(yīng)用范圍的增加,，業(yè)內(nèi)有人也提出,，未來FPGA是否會脫離CPU獨立部署？

計算存儲架構(gòu)

賽靈思數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)部產(chǎn)品規(guī)劃和市場營銷總監(jiān)Jamon Bowen在接受與非網(wǎng)記者的采訪中,，用一個應(yīng)用案例做了解釋,，“這是合作伙伴開發(fā)的一個存儲盒的解決方案,，采用了Alveo U50，其前端是以太網(wǎng),，后端是固態(tài)硬盤,，其中加速IP和存儲幾乎是放在了同一個空間里，有意思的是這個系統(tǒng)沒有CPU,，是加速器和外圍直接連到網(wǎng)絡(luò)上,，所以未來數(shù)據(jù)中心會被異構(gòu)計算驅(qū)動，沒有必要和這個系統(tǒng)連在同一個地方,，也就是因為執(zhí)行的處理器的高性能,，深度學(xué)習(xí)、存儲,、加速等就沒有必要進行本地連接,，可以做異地系統(tǒng)連接，這也預(yù)示著未來數(shù)據(jù)中心一個布局的趨勢,?！?/p>

在終端，有些自動駕駛公司的車上系統(tǒng)中就采用了FPGA 完成一些實時檢測識別任務(wù),。小鵬汽車的副總裁,、機器學(xué)習(xí)專家谷俊麗女士曾經(jīng)提到，F(xiàn)PGA 可以憑借信號處理和低能耗方面的優(yōu)勢,，成為一個可靠的第二系統(tǒng),，在汽車的第一系統(tǒng)出現(xiàn)失誤的時候，作為安全模式介入進來,。

FPGA需要克服的難題

面對未來的大好前景，F(xiàn)PGA廠商自然喜笑顏開,，但是FPGA想成為主流,，也要克服更大的挑戰(zhàn)。

針對浮點運算,，F(xiàn)PGA的計算速度似乎還難以超越GPU,。英偉達的Tesla V100 ，在理論上最大運算速度可達15 TFLOPS（萬億次浮點運算／ 秒）,；搭載英特爾Statix 10的Nallatech 520C,，理論最大運算速度為9．2 TFLOPS，功耗約為225 瓦特,。英偉達曝光的最新Quadro GV100,，能夠提供高達每秒7．4萬億次的雙精度浮點運算性能以及每秒14．8萬億次的單精度浮點運算性能和每秒118．5萬億次的深度學(xué)習(xí)浮點運算性能，從這一點來看,，F(xiàn)PGA追趕GPU還需要一些時日,。

另外,，F(xiàn)PGA開發(fā)工程師反應(yīng)，基于FPGA做設(shè)計的編譯時間很長,，幾乎占到整個工程的80％，而且每次只要修改其中一個參數(shù)都需要重新編譯,，造成了調(diào)試效率很低,，這也成為FPGA走向主流的一大障礙。