（文章來源：OFweek）

你還沒聽過FPGA？那你一定是好久沒有更新自己在企業(yè)級(jí)IT領(lǐng)域的知識(shí)了。今天筆者就和大家聊聊何為FPGA？FPGA主要應(yīng)用場景是什么？有人說FPGA是替代傳統(tǒng)CPU和GPU的未來，你信嗎？

FPGA全稱現(xiàn)場可編程門陣列（Field－Programmable Gate Array），最初作為專用集成電路領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，具有一定的可編程性，可同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)并行和任務(wù)并行計(jì)算，在處理特定應(yīng)用時(shí)有更加明顯的效率。

實(shí)際上，英特爾、紫光、浪潮等企業(yè)均已開始布局FPGA。早在SC2015大會(huì)上，浪潮就聯(lián)合Altera，以及中國最大的智能語音技術(shù)提供商科大訊飛，共同發(fā)布了一套面向深度學(xué)習(xí)、基于Altera Arria 10 FPGA平臺(tái)。

當(dāng)然，最著名的應(yīng)該就屬英特爾豪擲167億美元，收購Altera，這也是英特爾公司歷史上最大規(guī)模的一筆收購。而英特爾收購Altera主要為的就是FPGA。而根據(jù)后來英特爾在IDF展會(huì)中展出的集成了FPGA芯片的至強(qiáng)E5 2600 v4處理器來看，167億美元收購可謂物有所值：至強(qiáng)處理器在FPGA芯片的幫助下每瓦性能提升了70%。

紫光是另一家希望通過收購手段直接接觸FPGA最新科技的公司，繼尋求并購美光失利、收購硬盤大廠威騰（WD）破局后，紫光或?qū)⑹召徝绹R迪思半導(dǎo)體（Lattice Semiconductor）股份，為搶進(jìn)FPGA市場做布局。

從應(yīng)用場景角度分析，我們可以看到隨著谷歌的阿爾法狗打敗了人類圍棋冠軍后，深度學(xué)習(xí)已經(jīng)從神壇走下來，越來越多的人開始認(rèn)識(shí)到深度學(xué)習(xí)可能會(huì)改變未來的生活，成為未來科技發(fā)展的方向；而FPGA設(shè)計(jì)工具使其對(duì)深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域經(jīng)常使用的上層軟件兼容性更強(qiáng)，F(xiàn)PGA正是助力深度學(xué)習(xí)的一大技術(shù)。

但是，如果說FPGA是繼任傳統(tǒng)CPU與GPU的未來，就有些夸大其詞。且不論CPU與GPU技術(shù)已經(jīng)成熟，擁有完善的生態(tài)鏈，CPU與FPGA的結(jié)構(gòu)也有所不同。CPU中擁有控制取指、譯碼等流程，處理可信具備處理各式各樣千奇百怪的指令要求的能力。

相比之下FPGA就不能向CPU一樣靈活的處理各種沒有見過的指令，只能根據(jù)一個(gè)固定的模式來處理輸入的數(shù)據(jù)然后輸出，這也是為什么FPGA經(jīng)常被看作一種行家專屬的架構(gòu)。不同于CPU的是，F(xiàn)PGA和GPU內(nèi)都有大量的計(jì)算單元，因此它們的計(jì)算能力都很強(qiáng)。在進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算的時(shí)候，兩者的速度會(huì)比CPU快很多。但是GPU由于架構(gòu)固定硬件原生支持的指令固定了，而FPGA則是可編程的。

我們可以看到，F(xiàn)PGA的應(yīng)用領(lǐng)域主要是深度學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，而傳統(tǒng)的CPU更關(guān)注的是“通用”，GPU雖然更注重計(jì)算速度，但是其指令仍然是固定的。而FPGA的出現(xiàn)之所以風(fēng)靡全球，就是因?yàn)槠淇删幊绦?，這讓FPGA在深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域擁有了得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。這樣也就不奇怪谷歌為了發(fā)展深度學(xué)習(xí)，自己研發(fā)了名為TPU的自有芯片。正如谷歌數(shù)據(jù)中心負(fù)責(zé)人霍爾澤所言：谷歌研發(fā)自有芯片是為了解決哪些省為解決的問題。