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技術(shù)專題
隨著邊緣計(jì)算和AI的火爆，F(xiàn)PGA回歸其自身
隨著邊緣計(jì)算和AI的火爆，FPGA回歸其自身
移動(dòng)設(shè)備的飽和和無(wú)處不在的連接已使無(wú)線連接世界變得更加廣闊，從不斷增長(zhǎng)的地面和非地面蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施以及支持光纖和無(wú)線回程網(wǎng)絡(luò)，到具有最新開發(fā)的協(xié)議和SoC的大規(guī)模IoT生態(tài)系統(tǒng)，以支持?jǐn)?shù)十億個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)打算將數(shù)據(jù)發(fā)送到云。
到2025年，全球數(shù)據(jù)領(lǐng)域預(yù)計(jì)每年將達(dá)到175 ZB。而且，到2030年，連接設(shè)備的數(shù)量預(yù)計(jì)將達(dá)到500億。但是，基于云的數(shù)據(jù)集中處理的傳統(tǒng)分布式傳感方案在安全性，電源管理和延遲方面存在嚴(yán)重的局限性，即端到端。 5G標(biāo)準(zhǔn)中發(fā)現(xiàn)的超可靠的低延遲通信的終端（E2E）延遲約為數(shù)十毫秒。這導(dǎo)致了將數(shù)據(jù)處理驅(qū)動(dòng)到邊緣，分解計(jì)算（和存儲(chǔ)）資源以減少上行鏈路和下行鏈路傳輸中涉及整個(gè)信號(hào)鏈的大量開銷的需求。反過來(lái)，這增加了網(wǎng)絡(luò)的敏捷性和可伸縮性。
機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）和具有人工智能的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（DNN）的新進(jìn)展有望在邊緣提供這種見解，但是這些解決方案具有巨大的計(jì)算負(fù)擔(dān)，而傳統(tǒng)軟件和嵌入式處理器方法無(wú)法滿足這些解決方案。此外，隨著工藝幾何尺寸的縮小，開發(fā)和生產(chǎn)成本超出了邊緣設(shè)備領(lǐng)域，超專業(yè)化專用IC（ASIC）的設(shè)計(jì)正在失敗。而且，缺乏ASIC的可重配置性嚴(yán)重限制了任何潛在的系統(tǒng)升級(jí)。對(duì)于新一代邊緣應(yīng)用所要求的密度，傳統(tǒng)的FPGA方法通常過于昂貴且耗電。
邊緣計(jì)算的利基市場(chǎng)為設(shè)備帶來(lái)了極低的功耗要求，緊湊的外形尺寸，面對(duì)不斷變化的數(shù)據(jù)集的敏捷性以及通過遠(yuǎn)程升級(jí)能力隨著AI功能的變化而發(fā)展的能力-所有這些都以合理的價(jià)格實(shí)現(xiàn)。實(shí)際上，這是FPGA的自然領(lǐng)域，在靈活，可硬件定制的平臺(tái)中加速計(jì)算密集型任務(wù)方面具有內(nèi)在的卓越性。但是，許多可用的現(xiàn)成FPGA都面向數(shù)據(jù)中心應(yīng)用，在這些應(yīng)用中，功耗和成本狀況證明了FPGA技術(shù)的膨脹。
在連接性方面，過去十年或多或少地致力于以下三件事之一：將無(wú)線連接環(huán)游世界，提高所述連接的強(qiáng)度和完整性，并確保一切可行（從人到物）
）以某種方式連接。從本質(zhì)上講，這是通過下一代5G部署實(shí)現(xiàn)的-增強(qiáng)了基礎(chǔ)蜂窩基礎(chǔ)架構(gòu)并開發(fā)了更新技術(shù)以優(yōu)化數(shù)據(jù)吞吐量，容量，覆蓋范圍和延遲要求-以及IoT革命，其中物聯(lián)網(wǎng)配備了傳感功能功能和/或標(biāo)簽。這些技術(shù)發(fā)展已經(jīng)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的社會(huì)影響，無(wú)線連接已成為日常生活中不可或缺的一部分。能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控，跟蹤，從家用電器到復(fù)雜的工業(yè)機(jī)械，甚至帶有傳感器和執(zhí)行器的控制對(duì)象幾乎已成為所有事物的假定功能。但是，設(shè)備密度的這種巨大提高導(dǎo)致了一些非常明顯的瓶頸。