超低功耗FPGA給AI帶來(lái)確定性增長(zhǎng)，萊迪思告訴你就該這么選

“對(duì)客戶而言，得益于FPGA產(chǎn)品的靈活性、可編程性，以及萊迪思產(chǎn)品在低功耗的定位，這意味著成本的優(yōu)勢(shì)，所以我們的產(chǎn)品包括技術(shù)支持，可以成為客戶很好的創(chuàng)新助推器，這就是我們這個(gè)團(tuán)隊(duì)的使命?！?2月初，在上海萊迪思研發(fā)中心舉行的一場(chǎng)客戶、合作伙伴及媒體交流中，萊迪思亞太區(qū)總裁Jerry Xu說(shuō)到。時(shí)隔僅一年左右，萊迪思為FPGA組件CrossLink-NX系列產(chǎn)品進(jìn)行升級(jí)更新，推出了全新產(chǎn)品Mach-NX。

萊迪思在中國(guó)市場(chǎng)的銷量占全球總銷量接近50%，在疫情黑天鵝下成長(zhǎng)仍十分健康，在每一個(gè)季度都屢創(chuàng)新高，真正做到了逆風(fēng)飛揚(yáng)?！皩?duì)內(nèi)而言，我們是萊迪思業(yè)務(wù)增長(zhǎng)最強(qiáng)的發(fā)動(dòng)機(jī)。萊迪思處在很好的市場(chǎng)，我們擁有很好的團(tuán)隊(duì)和技術(shù)實(shí)力?！盝erry Xu說(shuō)到。

萊迪思亞太區(qū)總裁 Jerry Xu

交流活動(dòng)當(dāng)天，萊迪思高管現(xiàn)場(chǎng)揭秘了眾多FPGA的創(chuàng)新方法論，展示了萊迪思高靈活性、可編程性FPGA產(chǎn)品，并闡釋了萊迪思產(chǎn)品定位與市場(chǎng)目標(biāo)。

FPGA市場(chǎng)里，萊迪思的芯片有何特別之處？

FPGA是可以在線編程的“萬(wàn)能”芯片，具體說(shuō)來(lái)是在硅片上預(yù)先設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的具有可編程特性的集成電路，它能夠按照設(shè)計(jì)人員的需求配置為指定的電路結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)不同的應(yīng)用需求，相比專用芯片，F(xiàn)PGA在靈活性上的優(yōu)勢(shì)無(wú)與倫比。萊迪思的FPGA具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，可以滿足網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備快速變化的市場(chǎng)需求。

低功耗 FPGA 技術(shù)平臺(tái)——Lattice Nexus主要面向嵌入式視覺(jué)方面，包括傳感器橋接、傳感器聚合以及圖像處理等解決方案。萊迪思將 28 納米 FD-SOI 制造工藝的優(yōu)勢(shì)引入低功耗 FPGA 市場(chǎng)，將其在 FPGA 架構(gòu)設(shè)計(jì)方面的創(chuàng)新和專長(zhǎng)與客戶行業(yè)領(lǐng)先的技術(shù)相結(jié)合，將在未來(lái)幾年繼續(xù)保持在低功耗 FPGA 領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。

自2019年萊迪思發(fā)布了Nexus平臺(tái)以后，已經(jīng)有產(chǎn)品不斷推向市場(chǎng)，包括CrossLink、Certus?-NX等。下面是此次媒體交流會(huì)中，客戶視角帶來(lái)的萊迪思在Nexus這個(gè)平臺(tái)上的創(chuàng)新點(diǎn)以及效果。

CrossLink-NX有多好用？

“我們考察過(guò)好多芯片，有的是價(jià)格太貴，有的功能單一，只支持某種分辨率的屏，或者兩個(gè)屏都是一樣…… CrossLink的芯片，正好可以滿足我們需要的雙屏異顯功能，做到了讓收銀員與顧客在使用雙屏設(shè)備時(shí)都能滿意?！?/span>展銳發(fā)言人在分享到了他們與萊迪思合作的客戶經(jīng)驗(yàn)。

CrossLink雙屏異顯功能

CrossLink的FPGA方案支持多種不同分辨率組合

在實(shí)現(xiàn)智能化POS上，萊迪思的CrossLink的FPGA方案支持雙1080p/720p等不同分辨率組合，以及橫屏豎屏任意組合，同時(shí)支持雙觸控屏。此套方案另外一個(gè)特點(diǎn)是單軟多硬，即一套軟件可以支持多套屏。根據(jù)硬件上屏幕特性或者顯示接口，可以自動(dòng)識(shí)別是哪一組屏。針對(duì)金融支付領(lǐng)域解決方案設(shè)計(jì)，展銳發(fā)言人表示，CrossLink的FPGA方案是外擴(kuò)MIPI成本最低、性價(jià)比最高的方案。

CrossLink-NX另一個(gè)經(jīng)典應(yīng)用場(chǎng)景，是上汽集團(tuán)分享的關(guān)于智能駕駛方面。上汽集團(tuán)選用萊迪思的CrossLink-NX對(duì)接高算力SOC，進(jìn)行視覺(jué)信號(hào)的引出和分析運(yùn)算，通過(guò)汽車上攝像頭記錄的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)智能駕駛。

安全性、穩(wěn)定性再升級(jí)的Mach-NX

CrossLink-NX產(chǎn)品依托2019年年末發(fā)布的萊迪思Nexus平臺(tái)，屬于萊迪思FPGA產(chǎn)品中的一支。Nexus平臺(tái)在系統(tǒng)層級(jí)是一整套解決方案，其中包含了設(shè)計(jì)軟件、預(yù)制的軟IP，以及評(píng)估板、開(kāi)發(fā)套件、參考設(shè)計(jì)等。

相較于前代產(chǎn)品CrossLink-NX，這次全新亮相的Mach-NX主要在安全性和穩(wěn)定性上進(jìn)行了升級(jí)：

網(wǎng)絡(luò)保護(hù)或者恢復(fù)的控制 強(qiáng)化了網(wǎng)絡(luò)保護(hù)以及恢復(fù)控制的特性, 在網(wǎng)絡(luò)遇到干擾或惡意攻擊的時(shí)候能提供一個(gè)安全保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的方案措施。

靈活加密 除了傳統(tǒng)的做AES直接加密以外，密鑰生成以及更為復(fù)雜的校驗(yàn)方式或加密方式，讓加密手段更具有靈活性。

動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)、端到端保護(hù) 萊迪思不但完成安全性的升級(jí)，還提供通道動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控效果，一旦發(fā)生任何改變或者惡意入侵，或者系統(tǒng)崩潰，可以及時(shí)刷新、調(diào)整、上報(bào)。

快速定制化 未來(lái)CPLD除了傳統(tǒng)的控制和簡(jiǎn)單的電路板粘合邏輯以外，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層次的安全要求?？梢詭椭蛻舭褢?yīng)用映射到萊迪思的芯片上，從而讓不同用戶都能將萊迪思的Mach-NX適配其不同的系統(tǒng)中運(yùn)行。

在不依賴云端的情況下，快速為網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備提供更多計(jì)算資源的一個(gè)方法是使用FPGA的并行處理能力來(lái)加速神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)性能。通過(guò)使用針對(duì)低功耗運(yùn)行而優(yōu)化的低密度、小尺寸封裝FPGA，設(shè)計(jì)人員也可以滿足新的消費(fèi)和工業(yè)應(yīng)用對(duì)功耗和尺寸的嚴(yán)格限制。

在此次媒體交流會(huì)上，萊迪思也對(duì)sensAI產(chǎn)品和萊迪思供應(yīng)鏈安全的方案做了講解。

此外，萊迪思副總裁、中國(guó)銷售總經(jīng)理王誠(chéng)介紹到：萊迪思未來(lái)新產(chǎn)品側(cè)重三個(gè)方面，分別是低功耗、高性能和強(qiáng)穩(wěn)定性。萊迪思將保證做到產(chǎn)品質(zhì)量過(guò)硬的同時(shí)，在使用壽命、功耗與性能之間追求平衡。

超低功耗FPGA給AI帶來(lái)確定性增長(zhǎng)

在FPGA領(lǐng)域，邊緣設(shè)備部署至關(guān)重要，尤其是在工業(yè)、汽車、自動(dòng)化等應(yīng)用場(chǎng)景。新一代 FPGA的速度變得越來(lái)越快，密度變得越來(lái)越高，邏輯資源也越來(lái)越多。那么如何才能確保功耗不隨這些一起增加呢？

在FPGA芯片層面，萊迪思Nexus平臺(tái)針對(duì)低功耗邊緣計(jì)算做了架構(gòu)特性上的改進(jìn)，以優(yōu)化系統(tǒng)性能。比如說(shuō)該系列有DSP模塊，以及更高容量的片上存儲(chǔ)——適用于較高能效的計(jì)算，典型如人工智能推理（AI inference）算法。

CrossLink-NX低功耗演示

低功耗可以簡(jiǎn)化散熱片的設(shè)計(jì)、降低運(yùn)營(yíng)成本，最小化對(duì)系統(tǒng)的溫升影響。萊迪思CrossLink-NX FPGA采用28nm FD-SOI工藝制造，與同類FPGA競(jìng)品相比，功耗至多可降低75%。在工業(yè)自動(dòng)化、無(wú)人機(jī)、醫(yī)療、5G以及服務(wù)器上均有很好的擴(kuò)展應(yīng)用。

例如，Certus?-NX-40系列FPGA在多個(gè)平臺(tái)的環(huán)境下均有很好的功耗表現(xiàn)，除了設(shè)計(jì)上的優(yōu)勢(shì)，主要原因是萊迪思使用了FD-SOI工藝。FD-SOI工藝具有超高性價(jià)比，同時(shí)也具有更好的功耗表現(xiàn)。萊迪思在低功耗設(shè)計(jì)上積累深厚，即使在傳統(tǒng)工藝，萊迪思的ECP5系列已比同樣采用40納米或者55納米的Xilinx或者Intel的工藝功耗更低。

為何FD-SOI工藝讓萊迪思低功耗做得如此突出？

萊迪思副總裁，中國(guó)研發(fā)總經(jīng)理Qi Ren表示：“和其他工藝最大的區(qū)別，就是FD-SOI在源漏之間植入了一層超薄氧化層，大大降低了晶體管漏源之間的漏電流，同時(shí)FD-SOI工藝對(duì)萊迪思產(chǎn)品的可靠性與軟錯(cuò)誤率都有提升。”

性能與功耗，一個(gè)都不能妥協(xié)

功耗的下降，萊迪思并不是通過(guò)性能損失為代價(jià)換來(lái)的。針對(duì)客戶的要求，萊迪思開(kāi)發(fā)人員在低功耗和高性能之間把握著動(dòng)態(tài)平衡平衡。在布局布線和芯片內(nèi)部的資源調(diào)整等方面，萊迪思都為低功耗做很多的優(yōu)化。

性能應(yīng)對(duì)的挑戰(zhàn)

王誠(chéng)現(xiàn)場(chǎng)介紹，萊迪思在降低功耗同時(shí)，提高性能的創(chuàng)新思路：①FD-SOI工藝 ②整個(gè)芯片內(nèi)部的資源配置。萊迪思在高速資源、Fabric資源，DSP資源，包括軟核資源的配置，都達(dá)到了很好的平衡。

在應(yīng)用于零售的攝像頭解決方案中，跟競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比，萊迪思的性能提升10倍，功耗下降3倍。

在I/O響應(yīng)時(shí)間上，CrossLink-NX產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)明顯，其響應(yīng)時(shí)間可以達(dá)到毫秒級(jí)，很多競(jìng)品是在幾十、上百毫秒的時(shí)間，萊迪思的I/O喚醒時(shí)間非常短，比其他品牌快了50倍以上，擁有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。在工業(yè)自動(dòng)化、汽車、新能源、通訊等很多應(yīng)用中，實(shí)時(shí)響應(yīng)需求都很高，工程師往往會(huì)選萊迪思作為電路板的主控器件，完成電路板的CPU、外圍器件、電源等模塊控制。

瞬時(shí)啟動(dòng)

萊迪思產(chǎn)業(yè)也支持I/O熱插拔，根據(jù)萊迪思與客戶的驗(yàn)證，多數(shù)情況下剔去74系列的保護(hù)器件，能達(dá)到節(jié)約電路板成本、面積，并擁有很好的可靠性效果。

“我們雖然是小FPGA，但是絕對(duì)沒(méi)有偷工減料，我們是加量不加價(jià)。”王誠(chéng)與現(xiàn)場(chǎng)分享說(shuō)到。除了低功耗，高性能，更靈活的解決方案以及更大的成本優(yōu)勢(shì)都是萊迪思緊抓不松的方面。“萊迪思是一個(gè)高性能、高品質(zhì)的FPGA供應(yīng)商，在很嚴(yán)格的環(huán)境下測(cè)試結(jié)果表明，我們的現(xiàn)場(chǎng)失效率非常低，而根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景和發(fā)貨量看，萊迪思在行業(yè)內(nèi)品質(zhì)控制非常穩(wěn)定?！?

歷經(jīng)近四十年的風(fēng)雨和歷練，萊迪思半導(dǎo)體已發(fā)展成為低功耗、可編程器件領(lǐng)域的領(lǐng)先供應(yīng)商，為不斷增長(zhǎng)的通信、計(jì)算、工業(yè)、汽車和消費(fèi)市場(chǎng)客戶，提供從網(wǎng)絡(luò)邊緣到云端的各類解決方案。2018年9月，Jim Anderson就任萊迪思CEO，并組建了新的管理團(tuán)隊(duì)，對(duì)公司的產(chǎn)品市場(chǎng)和運(yùn)營(yíng)戰(zhàn)略進(jìn)行了調(diào)整。這一改變隨即收獲了客戶和資本市場(chǎng)的高度認(rèn)可，較2019年9月相比，萊迪思在納斯達(dá)克的股價(jià)已有超過(guò)四倍的增長(zhǎng)，其Propel設(shè)計(jì)環(huán)境和CrosssLink-NX FPGA系列也分別獲得了2020年LEAP獎(jiǎng)項(xiàng)中的軟件類金獎(jiǎng)和嵌入式計(jì)算類銅獎(jiǎng)。

Qi Ren特別表示萊迪思在FPGA領(lǐng)域深耕芯片設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，是唯一一家在國(guó)內(nèi)具有本土全功能研發(fā)團(tuán)隊(duì)的公司。由此足以體現(xiàn)萊迪思中國(guó)團(tuán)隊(duì)除了靈活、開(kāi)放的優(yōu)勢(shì)，以及對(duì)中國(guó)市場(chǎng)客戶支持深度。萊迪思的高端產(chǎn)品由中國(guó)團(tuán)隊(duì)主力研發(fā)。

萊迪思亞太區(qū)總裁Jerry Xu則強(qiáng)調(diào)：除了研發(fā)之外之外，萊迪思在國(guó)內(nèi)有三十多人在做解決方案，對(duì)于研發(fā)的投入超過(guò)在歐洲、美國(guó)的團(tuán)隊(duì)。支持團(tuán)隊(duì)包括銷售24小時(shí)開(kāi)機(jī)，配合要求做出全套方案。萊迪思的服務(wù)是也是其不可忽視的一個(gè)特色。萊迪思的直接團(tuán)隊(duì)、銷售團(tuán)隊(duì)，平均工作年限超過(guò)12年，能夠提供更好、更專業(yè)的支持服務(wù)。不光是提供已有的解決方案，整個(gè)新產(chǎn)品的定義，包括封裝測(cè)試要求，萊迪思都可以為客戶做全面的配合。