智东西（公众号：zhidxcom）
文 | Lina
导语：最近半年以来，人工智能的发展重心逐渐从“软”到“硬”，相伴而生的是全新一代AI芯片产业的全面崛起。智东西历经数月，首次对AI芯片全产业链上下近百间核心企业进行报道，覆盖国内外各大巨头玩家、新兴创企、场景应用、代工生产等，全面深入地对芯片产业发展、创新创业进行了追踪报道。此为智东西AI芯片产业系列报道之一。
智东西3月19日消息，今天，全球FPGA芯片巨头赛灵思推出全新一代AI芯片架构ACAP，并将基于这套架构推出一系列芯片新品；其中首款代号为“珠穆朗玛峰（Everest）”的AI芯片新品将采用台积电7nm工艺打造，今年内实现流片，2019年向客户交付发货。
ACAP是以新一代的FPGA架构位核心，基于ARM架构，结合分布式存储器与硬件可编程的DSP模块、一个多核 SoC以及一个或多个软件可编程且同时又具备硬件灵活应变性的计算引擎，并全部通过片上网络（NoC）实现互连。简单地来讲，ACAP是基于赛灵思的传统优势FPGA芯片，又通过架构、制程等一揽子升级打造的计算引擎，目标是达到在针对性领域远超传统GPU、CPU的计算性能，在AI芯片漫天飞的现在，这是赛灵思的重拳反击，虽然这一拳真正打出来还要等到2019年。
这项ACAP新架构是赛灵思历时4年，动用了1500名工程师，投入超过10亿美元研发而成的。赛灵思新任总裁兼CEO Victor Peng将ACAP称为“赛灵思自发明FPGA以来最卓著的工程成就，对业界来说是一项重大的技术颠覆，在未来5-10年内成为市场中的重要产品。”
自从三年前英特尔170亿美元收购了竞争对手Altera后，赛灵思已经当之无愧地占据了FPGA行业龙头地位。Victor Peng在前不久的中国媒体发布会上表示，“如果你在一个行业内达到了一种高度，你就有资格玩下一关的游戏。现在我们（ACAP）已经从FPGA的市场中上了一个台阶，要和英伟达、英特尔的处理器展开新竞争。”
值得一提的是，Victor Peng于今年1月29日刚刚上任，是赛灵思的第四任CEO。在发布会上，Victor Peng还宣布了赛灵思在AI时代的三大战略布局，包括：数据中心优先、加速八大主流市场发展、以及最重要的ACAP系列产品。会后，智东西还受邀与少数媒体一起参与了对赛灵思CEO Victor Peng的圆桌采访。
▲赛灵思CEO Victor Peng
一、历时4年，投入10亿美元，将AI计算力提高20倍
Victor Peng表示，随着全球数据爆炸与AI等新兴技术的兴起，摩尔定律所起作用的定律已经大大放缓。现在世界范围内——尤其是中国范围内——的新产品、新模式、新应用崛起速度已经超过了芯片发展速度。
Victor Peng告诉智东西，这种算法迭代、应用创新的速度还将持续很长一段时间，甚至会维持10-20年之久，因此一款灵活、可应变的计算平台将成为创新的重中之重。而且，未来最终并不会是一款AI芯片架构统一天下的局面，我们越来越需要能够适应众多AI应用、适应不断变化的AI算法的新型芯片架构出现。
ACAP（念法是“A-CAP”），全称Adaptive Compute Acceleration Platform，翻译过来是“自适应计算加速平台”。这是一款高度集成的多核异构计算平台，能根据各种应用于工作负载的需求对硬件层进行灵活变化。这项新架构是赛灵思历时4年，动用了1500名工程师，投入超过10亿美元研发而成的。
要了解ACAP，首先得了解FPGA。 FPGA全称“可编程门阵列”，是一种半定制电路。其中的“可编程”指的是可以用户通过重新配置逻辑资源来不停尝试，通过编辑不同的配置文件把同一个FPGA进行不同属性的设置。
而ACAP的核心是新一代的FPGA架构，依旧使用了ARM架构，结合了分布式存储器与硬件可编程的DSP模块、一个多核 SoC以及一个或多个软件可编程且同时又具备硬件灵活应变性的计算引擎，并全部通过片上网络（NoC）实现互连。
ACAP还拥有高度集成的可编程I/O功能，根据不同的器件型号这些功能从集成式硬件可编程存储器控制器，到先进的SerDes收发器技术，前沿的RF-ADC/DAC和集成式高带宽存储器（HBM）。
值得一提的是，ACAP除了允许开发者用FPGA语言及工具进行编程外，还允许开发者使用C/C++、OpenCL和Python等软件工具进行编程，大大减少了FPGA此前开发难度大、开发周期长等问题。
第一款ACAP产品系列，将是采用台积电7nm工艺打造的、代号为“珠穆朗玛峰（Everest）”的产品系列，该产品将于今年年底实现流片。该款产品能提供比赛灵思VU9P产品（在数据中心内布局最广泛的产品）高20倍的AI计算能力，并将5G通信信号处理性能提高4倍。
在谈到ACAP与英伟达、英特尔的竞争时，Victor Peng表示，“我们不打算做比英特尔CPU更好的CPU，也不打算做比英伟达GPU更好的GPU。我们会专注于自己的核心竞争力，更加针对计算平台灵活性进行优化。”与此同时，ACAP也较之FPGA更开放，同时更易使用，突破赛灵思此前“仅支持硬件开发者”的局限。
Victor还补充道，在一些具体行业，比如汽车、医疗、航空航天等，这些行业普遍注重质量和可靠性，赛灵思已经在其中深耕了10多年，在很多行业已经取得了稳固地位，英特尔跟英伟达等都是新来者。
据赛灵思介绍，ACAP的灵活应变能力可以在工作过程中进行动态调节，从而实现CPU、GPU所无法企及的性能水平与性能功耗比。ACAP将会针对新型工作负载进行加速，比CPU快10-100倍，比GPU的用例更加丰富，包括视频转码、数据库、数据压缩、搜索、AI推断、基因组学、机器视觉、计算存储及网络加速等。
与专用ASIC类AI芯片相比，ACAP则在整体成本TCO方面更有优势。比如在数据中心中，你可以用专用ASIC芯片进行视频分析，此时性能表现不错。但是数据中心不会7×24都需要视频分析功能，因此在闲置时ASIC依旧会耗电。而可定制、可实时调整的ACAP则可以根据数据中心业务的实时负载进行重新配置，算下来总体的功耗成本更低。
“ASIC不是一种长期广泛的正确解决方案，”VIctor说，“专注的AI芯片只能加速部分网络，但是只能维持这个水平，最终满足一小部分市场需求。但是现在市场充满变化，新网络、新技术不断出现，比如现在大火的低精度深度学习网络压缩，用ASIC需要针对新网络重新设计打造芯片，用ACAP就可以立刻部署新网络。
不过Victor同时提到，ACAP这项技术还较新，还需要一定的市场接受时间（take some time to unfold）。更多关于ACAP与“珠穆朗玛峰”的信息智东西将在接下来的几个月继续跟进报道。
二、AI时代的三大新型战略布局
在前不久的中国媒体交流会上，Victor Peng还宣布了赛灵思在AI时代的三大战略布局，包括：数据中心优先、加速八大主流市场发展、以及上文提到的ACAP系列产品。
目前，以云服务为主的数据中心市场在全球范围内虽然已经具备一定体量，但仍旧是一个快速增长、快速普及的领域。而且，用户接入AWS、谷歌云、阿里云、华为云后，可以直接通过软件接入赛灵思ACAP/FPGA的能力，不需要硬件开发能力。因此，赛灵思将数据中心作为了AI时代的市场首要战略要塞。
而关注数据中心业务，除了提高芯片的相关性能之外，还包括向软件应用开发者渗透、以及围绕数据中心计算打造生态系统。
向软件应用开发者渗透包括向开发者提供：硬件开发板、SDSoC等开发环境、机器学习等加速库、以及TensorFlow等加速开放的软件框架。
而围绕数据中心计算打造生态系统则包括上层应用、工具与社区；云端开发与部署（FPGA即服务）；技术与系统。
举个例子，在上层应用方面，赛灵思此前曾经投资了国内AI芯片创企深鉴科技，根据深鉴科技资料显示，使用赛灵思计算平台后进行LSTM推断可以将机器学习加速40倍。基因检测初创edico genome则可以将重病新生儿完整基因诊断分析时间从1天缩短到20分钟，加速了100倍。
而在云端开发与部署方面，赛灵思已经和AWS、阿里云、华为云、百度云、腾讯云等达成了合作，在这些云服务厂商的数据中心中都会搭载赛灵思的技术与产品，让开发者可以直接通过云服务软件接入赛灵思ACAP/FPGA的能力，不需要硬件开发能力。
在此之前，赛灵思的FPGA芯片相对较贵、开发难度也较大，Victor表示，新型ACAP系列产品正是要打破人们对赛灵思的这种印象。目前赛灵思的研发团队也正在加紧完善ACAP相关配套软件，降低使用门槛、降低开发难度是赛灵思下一步的重要目标。在未来几年里，赛灵思还会增加和高校的互动，吸引优秀程序员、并打造开源、论坛、社区等。
除此之外，赛灵思还提出了加速主流市场发展战略，其中包括汽车、无线基础设施、有线通信、音频、视频与广播、航空航天、工业、科学与医疗、测试、测量与仿真、消费电子这八大市场。Victor Peng表示，赛灵思在这些主流市场中已经深耕了十多年，拥有深厚的市场根基。
▲赛灵思CEO Victor Peng与智东西记者合影
结语：老牌巨头积极转型 AI芯片市场战火纷飞
新CEO的上任、三大战略的提出、ACAP新品的发布，无不意味着赛灵思这家老牌FPGA巨头正在积极转型升级的过程里。在FPGA市场取得了一定的市场占有率后，他们如今想要打破FPGA招牌的局限，进入到CPU、GPU等处理器竞争当中，在更大的市场中进行拼杀。
最近一年以来，AI芯片市场已经不断火热，除了国内外众多AI芯片创业公司纷纷兴起之外，现在连赛灵思、联发科、高通、arm这类老牌芯片玩家也陆续入局（详情可参见智东西此前报道）。我们即将进入“无芯片不AI、无终端不AI、无行业不AI”的时代当中。AI芯片既为科技巨头带来了业务升级、产业扩大的新风口；又也为各大创业者提供了颠覆现有格局，重塑科技话语权的崭新机会。
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