莱迪思FPGA发展之道,低成本、低功耗“笑傲”网络边缘领域?

2017-11-12 16:12:07 来源:EEFOCUS
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莱迪思FPGA的未来是一场赌局?

有资料显示,到2020年,平均每位互联网用户每天将会产生1.5GB数据流量,自动驾驶汽车每天将会产生4TB数据流量,联网飞机每天将会产生5TB数据流量,智能工厂每天将会产生1PB数据流量,云视频提供商每天将会生成750PB视频类的数据流量。

 

很显然,数据正在成为人类社会进步新的驱动力。云端、物联网、5G、自动驾驶等等这些都是踩在数据浪潮上的当下热门技术,其中许多热门发展都是在云端上,比如:云端的照片储存,人工智能、深度学习等。

 

 

这类数据处理需要超密集的并行处理,往往超出了传统 CPU 的处理能力极限。号称“超七大”数据中心公司的阿里巴巴、亚马逊、百度、Facebook、谷歌、微软和腾讯对这个问题异常敏感,在这些公司中,这些新应用往往需要数千台加速应用服务器来支持。但基于CPU的加速服务器能效偏低,因此数据中心纷纷部署FPGA技术。

 

当赛灵思、英特尔等一些FPGA厂商在云端厮杀之时,莱迪思似乎在另辟蹊径。在2017年11月8日,莱迪思在上海举行媒体见面会,公司首席运营官Glen Hawk在会上表示:“莱迪思在云端也有很多不同的方案,云端也是对我们很重要的,可是对我们来说,我们的强项是在物联网或者是网络边缘上面的处理。莱迪思可编程产品也就是中小型、小而美的产品,在过去三十几年的发展下,现在在网络边缘上就可以充分发挥出它的性能。”

 

莱迪思半导体首席运营官 Glen Hawk

 

对于莱迪思和FPGA这个产业来说,消费电子类用FPGA实现是一个全新的领域。Glen Hawk说到:“我们自己觉得Lattice是在摸着石头过河,就好比探索外太空一样,到了一个全新的领域以后,以一个全新的可能性去开发。”

 

所谓的摸着石头过河是一场胜面很低的赌注吗?这就得看这种所谓的“高大上”技术FPGA到底适合不适合消费电子了。实则,莱迪思的的FPGA其实已经存在于很多的消费电子设备,笔者印象深刻的是iPhone 7上的一颗FPGA,正是莱迪思公司在几年前推出的iCE40的低密度低功耗小封装的FPGA,型号为iCE5LP4K,密度为3.5K LUT-4等效逻辑资源。

 

随着移动设备的处理能力越来越强,厂商们开始不仅仅局限于消费类产品,在工业甚至车用电子上,也开始尝试使用移动端的主控制芯片或周边芯片,来达到降低成本的目的。

 

网络边缘领域的发展之道

网络边缘包括了“智慧城市、智能家居、智慧工厂跟智能汽车”等,大多数FPGA厂商的高性能、高功耗的产品比较符合处理复杂部分。莱迪思主攻的“小而巧”、“低功耗”的产品更适合网络边缘领域,可以做控制、互联、计算等不同方案。下图反应了莱迪思在过去十年的营收中,控制、互联、计算分类的表现。从图中可以看出,控制领域方案的营收在2亿美元左右。从2006年-2010年开始,莱迪思应用在互联和连接上营收逐渐变多。2010年之后,莱迪思先后收购了两家公司SiliconBlue和Silicon Image来提供更多方案。

 

 

控制部分

先说控制方面营收的发展(如下图),黄色区域是2006年之前采用莱迪思产品的设计,可以看出,虽然过去了11年这部分目前还占到了大概10%的营收比例,拥有很长的生命周期,这些都是莱迪思积累广泛客户的根本。

 

 

云端部分,莱迪思控制类的产品用于服务器主板。Glen Hawk提到:“我们拿2012年服务器上面的主板跟2017年服务器主板进行对比,一般‘高大上’的FPGA在主板上面是做一些加速,我们的FPGA在主板上做的是控制。随着服务器主板越来越复杂,控制也包括了加密、解密等安全性功能。”

 

工业控制也是一个成长非常快的领域。在2012年,莱迪思主要是单个马达的控制。到了2017年,莱迪思则发展到可以控制多个马达和传感器,用于智能工业机器人。

 

互连部分

莱迪思有一款较为重要的产品——ICE40系列,可以说这款产品是莱迪思进入手机等移动装置的钥匙,在三星曾经的旗舰机、iPhone 7上都有它的身影。除了在智能手机上的应用,在智能音箱(Amazon Dot、叮咚一代/二代、喜马拉雅小雅音响)和HTC VIVE也有所表现。据介绍,ICE40在智能音箱上可以让多个麦克风、麦克风阵列连接到它的主芯片,来达到所谓的“原厂语音控制”。

 

媒体见面会上展示的多款智能音箱Demo

 

另一款代表产品则是CrossLink系列,去年刚发布时,该产品系列是为消费电子服务。据资料显示,该系列新增7款新的模块化IP核,在工业和汽车应用领域实现视频桥接解决方案。

 

此外,提到莱迪思的创新,不得不说“毫米波”技术。该技术是莱迪思收购Sibeam之后,花费十年时间和2.5以美元投资才培养而出。该技术主要能力不仅是给无线VR提供高传输低延迟,还有强大的追踪能力。

 

计算部分

大约十年前,“云端”、“大数据”这些词汇开始浮现,大数据的处理一般使用高性能FPGA进行处理,而物联网则更偏爱于小而巧的FPGA产品。在物联网上有一个有趣的应用——机器学习,而背后的神经网络计算对FPGA厂商来说,是一个极其兴奋的点。主要因为:1.神经网络的算法基本上是平行运算,这绝对是FPGA可编程逻辑的强项。2.神经网络只是一个模型,背后的算法有多种且一直在更新,FPGA非常合适去尝试跟进神经网络算法。

 

在网络边缘计算部分,Glen Hawk说到:“我们的方案比其它同样的方案提供商,价钱低了一个程度,基本上低了十倍,然后功耗也低了十倍以上。”下图展示的是莱迪思在神经网络和机器学习领域上的特点,主打低功耗优势。

 

 

这个计算领域的市场营收也是莱迪思未来5年营收翻倍的关键所在,Glen Hawk表示未来“可服务”的市场非常大:“基本上五年后可以成长到10亿美元的营收”。

 

 

如今Canyon Bridge收购莱迪思失败,Glen Hawk则表示:“其实这种并购我们做了很多准备,现在依旧是去做该做的事,去做更多产品挖掘更多潜力市场。”FPGA市场前景诱人但门槛之高,全球有60多家公司先后斥资数十亿美元,前赴后继地尝试登顶FPGA高地,其中不乏英特尔、IBM、德州仪器、摩托罗拉、飞利浦、东芝、三星这样的行业巨鳄,但是最终登顶成功的只有位于美国硅谷的四家公司。作为四巨头之一的莱迪思,未来有很多东西值得期待。

 

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张亚
张亚

与非网编辑,网名亚亚君,光电与半导体材料专业出身,喜欢音乐和看书。只愿与你相识在文字中。

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