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技术专题
随着边缘计算和AI的火爆，FPGA回归其自身
随着边缘计算和AI的火爆，FPGA回归其自身
移动设备的饱和和无处不在的连接已使无線(xiàn)连接世界变得更加广阔，从不断增長(cháng)的地面和非地面蜂窝基础设施以及支持光纤和无線(xiàn)回程网络，到具有(yǒu)最新(xīn)开发的协议和SoC的大规模IoT生态系统，以支持数十亿个传感器节点打算将数据发送到云。
到2025年，全球数据领域预计每年将达到175 ZB。而且，到2030年，连接设备的数量预计将达到500亿。但是，基于云的数据集中处理(lǐ)的传统分(fēn)布式传感方案在安全性，電(diàn)源管理(lǐ)和延迟方面存在严重的局限性，即端到端。 5G标准中发现的超可(kě)靠的低延迟通信的终端（E2E）延迟约為(wèi)数十毫秒(miǎo)。这导致了将数据处理(lǐ)驱动到边缘，分(fēn)解计算（和存储）资源以减少上行链路和下行链路传输中涉及整个信号链的大量开销的需求。反过来，这增加了网络的敏捷性和可(kě)伸缩性。
机器學(xué)习（ML）和具有(yǒu)人工智能(néng)的深度神经网络（DNN）的新(xīn)进展有(yǒu)望在边缘提供这种见解，但是这些解决方案具有(yǒu)巨大的计算负担，而传统软件和嵌入式处理(lǐ)器方法无法满足这些解决方案。此外，随着工艺几何尺寸的缩小(xiǎo)，开发和生产成本超出了边缘设备领域，超专业化专用(yòng)IC（ASIC）的设计正在失败。而且，缺乏ASIC的可(kě)重配置性严重限制了任何潜在的系统升级。对于新(xīn)一代边缘应用(yòng)所要求的密度，传统的FPGA方法通常过于昂贵且耗電(diàn)。
边缘计算的利基市场為(wèi)设备带来了极低的功耗要求，紧凑的外形尺寸，面对不断变化的数据集的敏捷性以及通过遠(yuǎn)程升级能(néng)力随着AI功能(néng)的变化而发展的能(néng)力-所有(yǒu)这些都以合理(lǐ)的价格实现。实际上，这是FPGA的自然领域，在灵活，可(kě)硬件定制的平台中加速计算密集型任務(wù)方面具有(yǒu)内在的卓越性。但是，许多(duō)可(kě)用(yòng)的现成FPGA都面向数据中心应用(yòng)，在这些应用(yòng)中，功耗和成本状况证明了FPGA技术的膨胀。
在连接性方面，过去十年或多(duō)或少地致力于以下三件事之一：将无線(xiàn)连接环游世界，提高所述连接的强度和完整性，并确保一切可(kě)行（从人到物(wù)）
）以某种方式连接。从本质上讲，这是通过下一代5G部署实现的-增强了基础蜂窝基础架构并开发了更新(xīn)技术以优化数据吞吐量，容量，覆盖范围和延迟要求-以及IoT革命，其中物(wù)联网配备了传感功能(néng)功能(néng)和/或标签。这些技术发展已经产生了深遠(yuǎn)的社会影响，无線(xiàn)连接已成為(wèi)日常生活中不可(kě)或缺的一部分(fēn)。能(néng)够遠(yuǎn)程监控，跟踪，从家用(yòng)電(diàn)器到复杂的工业机械，甚至带有(yǒu)传感器和执行器的控制对象几乎已成為(wèi)所有(yǒu)事物(wù)的假定功能(néng)。但是，设备密度的这种巨大提高导致了一些非常明显的瓶颈。