電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/吳子鵬）當前，行業(yè)對于AI（人工智能）芯片的關(guān)注都集中在GPU或?qū)Ｓ肁I加速器芯片（如NPU和TPU）上。不過，AI實際上并不局限于大算力的高性能運算，部署到終端的AI同樣有巨大的市場空間，因而有相當多的組件可以運行AI負載，包括在嵌入式領(lǐng)域廣泛應用的FPGA。

在2024年萊迪思（Lattice）客戶技術(shù)交流大會上，萊迪思半導體首席戰(zhàn)略與營銷官Esam Elashmawi表示，萊迪思是全球FPGA出貨量最大的公司，很早就布局AI市場。2021年萊迪思專門收購了一家AI軟件公司Mirametrix。2023年，萊迪思在AI方面的收入已經(jīng)超過了1億美金。

萊迪思半導體首席戰(zhàn)略與營銷官Esam Elashmawi

FPGA之于AI

對于了解FPGA靈活性和可編程性的人來說，基于FPGA實現(xiàn)AI是一件順理成章的事情。FPGA器件一個重要的特點就是可編程特性，也就是靈活性，那么開發(fā)人員可以借助FPGA創(chuàng)建多個并行計算流水線，并分配存儲塊，從而優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸。

FPGA的靈活性讓其能夠適配大量的AI算法，無論是計算還是控制，都可以根據(jù)算法需要提供相關(guān)的功能。以神經(jīng)網(wǎng)絡為例，其基本原理是通過多個神經(jīng)元之間的連接進行信息傳遞和處理，從而實現(xiàn)算法的計算和輸出。而神經(jīng)網(wǎng)絡也可以轉(zhuǎn)化為FPGA可編程電路的形式，并可以根據(jù)算法需要調(diào)整硬件配置。

話雖如此，不過由于FPGA具有一定的設計門檻，所以還是需要FPGA廠商提供一些幫助。Esam Elashmawi指出，萊迪思目前擁有有史以來最強大的產(chǎn)品組合，會繼續(xù)投資并推出新一代的較小型FPGA和中端FPGA，也將繼續(xù)在軟件工具和解決方案上投入更多資源。

在萊迪思官網(wǎng)可以看到，該公司所提供的強大產(chǎn)品組合包括功能全面的萊迪思sensAI。萊迪思sensAI提供評估、開發(fā)和部署基于FPGA的機器學習和人工智能解決方案所需的一切——模塊化硬件平臺、演示示例、參考設計、神經(jīng)網(wǎng)絡IP核、軟件開發(fā)工具和定制設計服務。

在演示示例中，通過將內(nèi)置攝像頭與在萊迪思行業(yè)領(lǐng)先的低功耗FPGA上運行的機器學習模型相結(jié)合，萊迪思sensAI智能視覺傳感技術(shù)可以追蹤用戶在使用設備時的注意力，讓PC更加智能，更好地感知周圍環(huán)境。還有一個示例是，通過在屏幕上彈出警示或自動打開屏幕隱私設置，萊迪思sensAI視覺傳感技術(shù)可以防止黑客偷窺，保護PC用戶安全。

因此，通過萊迪思sensAI工具加上該公司豐富的FPGA產(chǎn)品，能夠快速構(gòu)建終端類型的AI應用，有助于幫助開發(fā)人員搶占市場先機。

萊迪思Avant FPGA平臺

萊迪思亞太區(qū)應用工程高級總監(jiān)Frank Xie在演講中談到，萊迪思在性能、功率和連接性方面做得更好。而客戶正在尋找的是實時響應的產(chǎn)品，因為邊緣上的AI設備非常接近數(shù)據(jù)收集。萊迪思幫助客戶持續(xù)優(yōu)化響應時間和功耗，讓他們實現(xiàn)更好的AI功能。

那么，這個更好方案基于怎樣的平臺呢？答案是萊迪思Avant FPGA平臺。

2022年底，萊迪思發(fā)布低功耗中端Avant FPGA平臺，是該公司進入中端FPGA市場的標志性事件，和Nexus FPGA平臺一起組成萊迪思“史上最強產(chǎn)品組合”。

Esam Elashmawi指出，和Nexus FPGA平臺相比，Avant FPGA平臺容量提升5倍，達到500K邏輯單元，帶寬提升10倍，計算性能提升30倍。根據(jù)介紹信息，Avant基于16nm FinFET平臺，提供強大的25 Gb/s SERDES、硬核PCI Express和外部存儲器PHY接口，以及適用于最新AI/ML和計算機視覺算法的大量DSP。

和競爭對手的FPGA產(chǎn)品相比，萊迪思Avant是功耗更低、帶寬更高、體積更小的方案。其中，Avant-E FPGA旨在解決客戶在網(wǎng)絡邊緣面臨的一些關(guān)鍵挑戰(zhàn)，擁有低功耗、小尺寸和高性能，以及針對數(shù)據(jù)處理和AI等網(wǎng)絡邊緣應用量身定制的優(yōu)化功能集。

Avant-G是針對中端應用的通用型FPGA，旨在通過提供無縫、靈活的接口橋接和優(yōu)化的計算來實現(xiàn)系統(tǒng)可擴展性，滿足更廣泛的客戶需求。萊迪思Avant-G器件提供領(lǐng)先的信號處理、AI和靈活的I/O——支持一系列系統(tǒng)接口，同時提供2400 Mbps的專用LPDDR4存儲器接口。

Avant-X高級互連FPGA旨在實現(xiàn)高帶寬和安全性，其功能集可根據(jù)客戶對信號聚合和高吞吐量的需求量身定制。萊迪思Avant-X器件提供最高1 T/s的總系統(tǒng)帶寬、帶硬核DMA的PCIe Gen 4控制器，以及用于加密動態(tài)用戶數(shù)據(jù)的安全引擎，提供量子安全加密功能。

有了更出色的FPGA平臺加上全面的工具支持，開發(fā)人員可以非常便利地基于萊迪思FPGA實現(xiàn)自己的AI創(chuàng)新。當然，面向通信、自動化、機器學習、計算（包括服務器和存儲）、汽車（激光雷達、娛樂系統(tǒng)、控制單元）和消費電子等領(lǐng)域也是同樣的道理。

萊迪思亞太區(qū)應用工程高級總監(jiān)Frank Xie稱，未來萊迪思將持續(xù)加碼AI創(chuàng)新。他在談到未來規(guī)劃時說：“萊迪思也在開發(fā)未來的AI應用，這是與硬件、軟件一起出現(xiàn)的。目前我們看到的工業(yè)發(fā)展趨勢是傳感器到云的連接。傳感器有不同種類的接口，意味著我們需要滿足不同的接口要求。由于我們的服務是多協(xié)議支持，可以調(diào)整我們的服務協(xié)議，為客戶提供各種不同的工業(yè)連接標準。”

寫在最后

在2024年萊迪思客戶技術(shù)交流大會上，萊迪思展示了其強大的FPGA合作生態(tài)系統(tǒng)，包括豐富的FPGA產(chǎn)品，以及全面的軟件、開發(fā)套件資源。同時，該公司龐大的用戶群基礎(chǔ)也為萊迪思后續(xù)產(chǎn)品創(chuàng)新帶來了源源不斷的創(chuàng)新靈感和創(chuàng)新需求。

Esam Elashmawi表示，萊迪思在低功耗FPGA領(lǐng)域深耕超過40年，自2018年以來合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)擴展了5倍，更多的公司為萊迪思構(gòu)建軟件知識產(chǎn)權(quán)（IP），也有越來越多的其他半導體公司參與到萊迪思生態(tài)系統(tǒng)。目前，萊迪思為全球10000+ 客戶提供服務。

面向未來，我們今天重點談論的AI當然是萊迪思的重點發(fā)展方向之一。同時，萊迪思也透露了該公司后續(xù)產(chǎn)品迭代的方向，包括低功耗、先進且靈活的連接性以及針對新興應用優(yōu)化的計算能力。此外，安全性是始終貫穿其中的，在量子計算等新技術(shù)層出不窮的情況下，安全防護會愈發(fā)重要。