FPGA到大海里“攪局”，全球處理器供應(yīng)格局將“重構(gòu)”
[導(dǎo)讀]關(guān)鍵字： FPGA ARM DSP CPU “我們已經(jīng)連續(xù)三個(gè)季度銷售額創(chuàng)新高了，今年Q2我們的銷售
關(guān)鍵字： FPGA ARM DSP CPU “我們已經(jīng)連續(xù)三個(gè)季度銷售額創(chuàng)新高了，今年Q2我們的銷售額又創(chuàng)紀(jì)錄地達(dá)到了5.95億美元。這是多年來沒有看到的成績了，F(xiàn)PGA正在走出囿池，向廣闊無垠的空間發(fā)展?！?strong>賽靈思高級(jí)副總裁兼CTO Ivo Bolsens對(duì)《國際電子商情》記者驚喜地說道。他特別強(qiáng)調(diào)：“我們發(fā)現(xiàn)39%的銷售額來自于客戶對(duì)新產(chǎn)品線的需求，這表示驅(qū)動(dòng)這一輪增長的是真實(shí)的需求，而不是某些人分析的觸底反彈、增補(bǔ)庫存所致?！?br />
Ivo Bolsens：我們將從一條小池塘的大魚變成大海里的最能干的魚。
是的，不僅是賽靈思，其傳統(tǒng)對(duì)手Altera這幾個(gè)季度也取得了不錯(cuò)的成功。賽靈思領(lǐng)導(dǎo)的FPGA陣營正在從門前的小小池塘進(jìn)入一個(gè)浩瀚的大海，他們的應(yīng)用觸角已伸向DSP、嵌入式CPU，當(dāng)然更是不斷地在傳統(tǒng)對(duì)手ASIC/ASSP的領(lǐng)土攻城略地?！皞鹘y(tǒng)上，全球FPGA/PLD的銷售額約為30-40億美元/每年，而今年預(yù)計(jì)會(huì)大大突破這個(gè)數(shù)據(jù)。這里的原因一是經(jīng)濟(jì)危機(jī)后人們的成本意識(shí)加強(qiáng)，F(xiàn)PGA可使他們更省錢，設(shè)計(jì)更靈活；二是經(jīng)濟(jì)危機(jī)后市場快速恢復(fù)，F(xiàn)PGA可以讓他們迅速抓住商機(jī)；最后一個(gè)原因、也是最重要的原因，很多應(yīng)用變得越來越適用于FPGA，而傳統(tǒng)的DSP、CPU和ASIC已不能滿足需求?！盜vo解釋道。
FPGA從小池塘闖入浩瀚大海
“有一天，當(dāng)工程師使用FPGA就像使用ARM處理器一樣簡單和便宜，這時(shí)FPGA就會(huì)進(jìn)入目前大量嵌入式CPU、DSP和ASIC/ASSP所適用的領(lǐng)域。我們將從一條小池塘的大魚變成大海里的最能干的魚(Smart Fish)?！盜vo自信地表示，“這一天很快就會(huì)到來?！?br />
是的。賽靈思正在邁向目標(biāo)。他們于前不久已向全球宣布推出一種全新的可擴(kuò)展式處理平臺(tái)架構(gòu)，將兩個(gè)ARM Cortex-A9核與FPGA集成，并共享一個(gè)AXI(緩存一致性接口)總線接口?！巴酝腇PGA相比，這是一種全新的架構(gòu)?！痹诠歼@種新型架構(gòu)半年后，Ivo Bolsens向本刊詳細(xì)解釋了賽靈思的設(shè)計(jì)思路：“首先，它是一種對(duì)等的異構(gòu)多核處理器架構(gòu)，F(xiàn)PGA可直接與處理器內(nèi)部總線連接，與傳統(tǒng)的FPGA為外設(shè)的架構(gòu)比較，傳輸速度和效率大幅提升；第二，我們這一全新的架構(gòu)，是ARM with FPGA，而不是以前的FPGA with CPU，其目的就是要讓工程師使用FPGA的感覺像是使用ARM處理器一樣簡單，我們的整個(gè)設(shè)計(jì)思路都會(huì)發(fā)生改變?！?br />
很明顯，賽靈思的目的就是要搶占未來巨大的嵌入式CPU市場，從消費(fèi)電子市場，到高端的通信市場。不過，其對(duì)手們肯定不會(huì)束手待斃，他們也在往這種異構(gòu)多核的架構(gòu)演進(jìn)，包括傳統(tǒng)的嵌入式處理器廠商如飛思卡爾、TI、ST、三星、Marvell以及本土的瑞芯微等大批處理器廠商，他們都在向多核ARM硬加速器的多核異構(gòu)架構(gòu)演進(jìn)；更包括賽靈思可能即將要面對(duì)的最強(qiáng)大競爭對(duì)手英特爾，雖然他們現(xiàn)在仍是親密無間的好兄弟。
在今年三月的IDF會(huì)上，英特爾嵌入式實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人就在一次小型媒體會(huì)上透露了他們未來的嵌入式CPU架構(gòu)，該架構(gòu)與賽靈思的架構(gòu)非常相似，只不過，X86的Atom處理器代替了ARM核、多個(gè)基于硬加速器的功能模塊IP代替了FPGA、總線方面則由QPI總線代替了AXI。其實(shí)，正如清華大學(xué)教授、國家863核高基項(xiàng)組負(fù)責(zé)人魏少軍在前不久深圳IIC主題演講中所指出：“這是大勢所趨。幾年后，嵌入式CPU、DSP、FPGA等各種處理器的架構(gòu)都將殊途同歸，因?yàn)樗麄兊募軜?gòu)都要向一個(gè)共同的目標(biāo)演進(jìn)，那就是必須同時(shí)集成動(dòng)態(tài)可重配置功能、可編程功能、超級(jí)計(jì)算功能以及大量的邏輯陣列。這種趨勢將改寫目前的處理器供應(yīng)商格局?！?br />
然而，這種趨勢正是FPGA廠商所朝思暮想的，這也將徹底改變他們的命運(yùn)，使得他們能走出傳統(tǒng)FPGA的應(yīng)用瓶頸，從小小池塘走向無垠的大海。不過，同樣是異構(gòu)多核架構(gòu)，ARM with FPGA的優(yōu)勢又在哪里呢？“這些競爭對(duì)手產(chǎn)品中的異構(gòu)核是硬加速器核，只能完成固定的功能；而我們的異構(gòu)核是FPGA，生來就有可重配置性，能靈活地配置成需要的多種功能，而可重配置是未來很多應(yīng)用的重要需求。”Ivo解釋道。
［轉(zhuǎn)下一頁：賽靈思與DSP廠商之間的演變故事］
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1 2 到第頁 End of article 關(guān)鍵字： microprocessor 微處理器 MIPS instruction set
在生產(chǎn)出第一塊芯片龍芯一號(hào)之后，北京神州龍芯集成電路設(shè)計(jì)有限公司(BLX)在北京成立。該公司經(jīng)過3年的努力，成功地研制出中國第一個(gè)32位商業(yè)微處理器。該處理器為266MHz，具有自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)，采用MIPS指令集，并能動(dòng)態(tài)解釋X86指令集。該公司已經(jīng)開始研制一個(gè)支持32位和6?位地址的6?位處理器版本。
該處理器主要的應(yīng)用目標(biāo)是寬帶嵌入芯片和瘦客戶端PC應(yīng)用，預(yù)計(jì)這兩個(gè)領(lǐng)域?qū)⒃谥袊霈F(xiàn)爆炸性增長。
由于中國的開發(fā)人員第一次設(shè)計(jì)這樣的芯片，因此他們?cè)Ｍ芡韲目茖W(xué)家Boris Babaian進(jìn)行合作。Boris Babaian曾領(lǐng)導(dǎo)研制了E2K處理器構(gòu)架。但是由于專利費(fèi)用的問題，與俄國的談判破裂，中國的研發(fā)小組降低了研發(fā)計(jì)劃，將目標(biāo)定位于嵌入市場。[!--empirenews.page--]
位于倫敦的市場調(diào)查公司Strategy Analytics稱，到2002年底，有290萬中國家庭將通過寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)。2003年，這一數(shù)字將達(dá)到840萬，而2008年將達(dá)到3670萬。
為了更方便客戶使用該芯片，BLX公司開發(fā)了四種參考設(shè)計(jì)，瘦客戶端PC平臺(tái)、防火墻適配卡、SoHo網(wǎng)絡(luò)路由器平臺(tái)及存儲(chǔ)平臺(tái)，其它的參考設(shè)計(jì)仍在研發(fā)中。該公司稱，龍芯一號(hào)將在2003年第一季度開始小批量生產(chǎn)，同年下半年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
End of article 關(guān)鍵字： FPGA ARM DSP CPU
不過，他也坦承，目前來看X86+特定硬核的處理速度可以比賽靈思的可重構(gòu)功能更快。賽靈思的ARM based FPGA目前定位在深度嵌入式領(lǐng)域，致力于通過其靈活多變的特點(diǎn)搶占細(xì)分市場，從市場的長尾中最大程度獲益，而英特爾的嵌入式立足于高端嵌入式市場，主攻大規(guī)模高性能應(yīng)用領(lǐng)域， 同時(shí)矚目深度嵌入式領(lǐng)域。
“所以，有些市場仍是屬于英特爾特有的市場，我們不會(huì)與他們競爭，比如視頻游戲?！弊鳛橛⑻貭柖嗄甑暮献骰锇?，他似乎不太愿意評(píng)論賽靈思未來與英特爾的競爭關(guān)系，他說“目前看來，賽靈思高端與INTEL保持了良好的合作關(guān)系，深度嵌入式方面與ARM緊密合作的局勢短期不會(huì)改變?！?br />
然而，根據(jù)Ivo的介紹，在其它更廣泛的視頻應(yīng)用領(lǐng)域，ARM with FPGA將擁有巨大的發(fā)揮空間，而2012年全球互聯(lián)網(wǎng)上流量將有一半是基于視頻應(yīng)用。這表示未來賽靈思與英特爾(特別是英特爾未來要主推的嵌入式CPU), 在深度嵌入式領(lǐng)域有一天可能會(huì)在中間某個(gè)地方相遇，競爭關(guān)系將在所難免。而賽靈思與英特爾目前親密的合作關(guān)系也將會(huì)走上一種競合的關(guān)系。
其實(shí)，賽靈思與親密戰(zhàn)友之間的這種演變故事已發(fā)生過了，這就是它與DSP廠商的故事。FPGA與DSP廠商早已從親密戰(zhàn)友走上競合關(guān)系，并且未來恐怕更是會(huì)針鋒相對(duì)，特別是在目前DSP也寄預(yù)厚望的LTE/4G市場?！霸趥鹘y(tǒng)的3G設(shè)備市場，F(xiàn)PGA的主要應(yīng)用是射頻后處理方面，然而在未來的LTE/4G市場，F(xiàn)PGA將進(jìn)入基站等核心應(yīng)用，直接取代目前的多核DSP。”Ivo已毫不諱言與DSP的激烈競爭，“這個(gè)市場我們已開始進(jìn)入，并且旗開得勝，未來的增長潛力巨大?！?br />
他解釋道：“在未來的4G基站系統(tǒng)中，X86仍在數(shù)據(jù)控制方面占優(yōu)勢，而FPGA則會(huì)在數(shù)據(jù)處理方面擁有巨大優(yōu)勢。以前這部分功能主要是由DSP來完成的，然而隨著4G網(wǎng)絡(luò)對(duì)大量并行數(shù)據(jù)處理需求的增加，多核DSP已不能滿足需求。”
當(dāng)然，除了在嵌入式CPU和DSP的大海里搶食，F(xiàn)PGA永遠(yuǎn)不會(huì)停止從傳統(tǒng)對(duì)手ASIC和ASSP的手里不斷攻城略地，直到有一天將他們逼到墻角。Ivo表示，“隨著我們高性能、低功耗的28nm賽靈思7系列FPGA的推出，在新的設(shè)計(jì)項(xiàng)目中基于FPGA的設(shè)計(jì)項(xiàng)目數(shù)將是ASIC/ASSP的三倍。采用新的統(tǒng)一架構(gòu)的FPGA將會(huì)從兩頭直逼ASIC/ASSP的領(lǐng)地：高端直達(dá)40G/10G網(wǎng)絡(luò)的核心數(shù)據(jù)包處理、核心接口部分和Serdes芯片，這些領(lǐng)域傳統(tǒng)上多由ASIC來完成，因?yàn)槠湫枰咚俚凸?，現(xiàn)在7系列在性能提升的同時(shí)(可支持多達(dá)200萬個(gè)邏輯單元)將整體功耗降低50%以上，已完全能勝任這些工作；而低端則會(huì)直逼最新的消費(fèi)電子產(chǎn)品，比如數(shù)碼相機(jī)、3D電視、便攜醫(yī)療設(shè)備以及車載信息娛樂系統(tǒng)等應(yīng)用，在這些市場，7系列中的ARTIX 7將以低成本低功耗直接挑戰(zhàn)ASIC/ASSP應(yīng)用?！?br />
在賽靈思的規(guī)劃中，留給ASIC/ASSP的領(lǐng)地越來越小，“從目前來看，只有手機(jī)不是FPGA適合的市場?！盜vo坦承，“另外，高端核心網(wǎng)絡(luò)中的包交換功能仍是ASIC/ASSP的強(qiáng)項(xiàng)?！?br />
除上面提到的應(yīng)用外，下一步FPGA還將會(huì)大規(guī)模地進(jìn)入數(shù)據(jù)中心、統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控、工業(yè)醫(yī)療以及測試測量設(shè)備等領(lǐng)域，它將在一個(gè)無限廣闊的大海里縱橫馳騁。不過，面對(duì)以上這些所有的熱點(diǎn)和新興應(yīng)用，全球的處理器廠商也都在不斷改變自己以守住陣地、并且進(jìn)一步在對(duì)方領(lǐng)土里攻城略地，未來5-10年全球處理器供應(yīng)格局定會(huì)“重構(gòu)”，一個(gè)全新的面貌將會(huì)出現(xiàn)。
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是的。賽靈思正在邁向目標(biāo)。他們于前不久已向全球宣布推出一種全新的可擴(kuò)展式處理平臺(tái)架構(gòu)，將兩個(gè)ARM Cortex-A9核與FPGA集成，并共享一個(gè)AXI(緩存一致性接口)總線接口?！巴酝腇PGA相比，這是一種全新的架構(gòu)?！痹诠歼@種新型架構(gòu)半年后，Ivo Bolsens向本刊詳細(xì)解釋了賽靈思的設(shè)計(jì)思路：“首先，它是一種對(duì)等的異構(gòu)多核處理器架構(gòu)，F(xiàn)PGA可直接與處理器內(nèi)部總線連接，與傳統(tǒng)的FPGA為外設(shè)的架構(gòu)比較，傳輸速度和效率大幅提升；第二，我們這一全新的架構(gòu)，是ARM with FPGA，而不是以前的FPGA with CPU，其目的就是要讓工程師使用FPGA的感覺像是使用ARM處理器一樣簡單，我們的整個(gè)設(shè)計(jì)思路都會(huì)發(fā)生改變?！?br />
很明顯，賽靈思的目的就是要搶占未來巨大的嵌入式CPU市場，從消費(fèi)電子市場，到高端的通信市場。不過，其對(duì)手們肯定不會(huì)束手待斃，他們也在往這種異構(gòu)多核的架構(gòu)演進(jìn)，包括傳統(tǒng)的嵌入式處理器廠商如飛思卡爾、TI、ST、三星、Marvell以及本土的瑞芯微等大批處理器廠商，他們都在向多核ARM硬加速器的多核異構(gòu)架構(gòu)演進(jìn)；更包括賽靈思可能即將要面對(duì)的最強(qiáng)大競爭對(duì)手英特爾，雖然他們現(xiàn)在仍是親密無間的好兄弟。
在今年三月的IDF會(huì)上，英特爾嵌入式實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人就在一次小型媒體會(huì)上透露了他們未來的嵌入式CPU架構(gòu)，該架構(gòu)與賽靈思的架構(gòu)非常相似，只不過，X86的Atom處理器代替了ARM核、多個(gè)基于硬加速器的功能模塊IP代替了FPGA、總線方面則由QPI總線代替了AXI。其實(shí)，正如清華大學(xué)教授、國家863核高基項(xiàng)組負(fù)責(zé)人魏少軍在前不久深圳IIC主題演講中所指出：“這是大勢所趨。幾年后，嵌入式CPU、DSP、FPGA等各種處理器的架構(gòu)都將殊途同歸，因?yàn)樗麄兊募軜?gòu)都要向一個(gè)共同的目標(biāo)演進(jìn)，那就是必須同時(shí)集成動(dòng)態(tài)可重配置功能、可編程功能、超級(jí)計(jì)算功能以及大量的邏輯陣列。這種趨勢將改寫目前的處理器供應(yīng)商格局?！?br />
然而，這種趨勢正是FPGA廠商所朝思暮想的，這也將徹底改變他們的命運(yùn)，使得他們能走出傳統(tǒng)FPGA的應(yīng)用瓶頸，從小小池塘走向無垠的大海。不過，同樣是異構(gòu)多核架構(gòu)，ARM with FPGA的優(yōu)勢又在哪里呢？“這些競爭對(duì)手產(chǎn)品中的異構(gòu)核是硬加速器核，只能完成固定的功能；而我們的異構(gòu)核是FPGA，生來就有可重配置性，能靈活地配置成需要的多種功能，而可重配置是未來很多應(yīng)用的重要需求。”Ivo解釋道。
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在生產(chǎn)出第一塊芯片龍芯一號(hào)之后，北京神州龍芯集成電路設(shè)計(jì)有限公司(BLX)在北京成立。該公司經(jīng)過3年的努力，成功地研制出中國第一個(gè)32位商業(yè)微處理器。該處理器為266MHz，具有自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)，采用MIPS指令集，并能動(dòng)態(tài)解釋X86指令集。該公司已經(jīng)開始研制一個(gè)支持32位和6?位地址的6?位處理器版本。
該處理器主要的應(yīng)用目標(biāo)是寬帶嵌入芯片和瘦客戶端PC應(yīng)用，預(yù)計(jì)這兩個(gè)領(lǐng)域?qū)⒃谥袊霈F(xiàn)爆炸性增長。
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為了更方便客戶使用該芯片，BLX公司開發(fā)了四種參考設(shè)計(jì)，瘦客戶端PC平臺(tái)、防火墻適配卡、SoHo網(wǎng)絡(luò)路由器平臺(tái)及存儲(chǔ)平臺(tái)，其它的參考設(shè)計(jì)仍在研發(fā)中。該公司稱，龍芯一號(hào)將在2003年第一季度開始小批量生產(chǎn)，同年下半年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
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不過，他也坦承，目前來看X86+特定硬核的處理速度可以比賽靈思的可重構(gòu)功能更快。賽靈思的ARM based FPGA目前定位在深度嵌入式領(lǐng)域，致力于通過其靈活多變的特點(diǎn)搶占細(xì)分市場，從市場的長尾中最大程度獲益，而英特爾的嵌入式立足于高端嵌入式市場，主攻大規(guī)模高性能應(yīng)用領(lǐng)域， 同時(shí)矚目深度嵌入式領(lǐng)域。
“所以，有些市場仍是屬于英特爾特有的市場，我們不會(huì)與他們競爭，比如視頻游戲?！弊鳛橛⑻貭柖嗄甑暮献骰锇?，他似乎不太愿意評(píng)論賽靈思未來與英特爾的競爭關(guān)系，他說“目前看來，賽靈思高端與INTEL保持了良好的合作關(guān)系，深度嵌入式方面與ARM緊密合作的局勢短期不會(huì)改變?！?br />
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其實(shí)，賽靈思與親密戰(zhàn)友之間的這種演變故事已發(fā)生過了，這就是它與DSP廠商的故事。FPGA與DSP廠商早已從親密戰(zhàn)友走上競合關(guān)系，并且未來恐怕更是會(huì)針鋒相對(duì)，特別是在目前DSP也寄預(yù)厚望的LTE/4G市場?！霸趥鹘y(tǒng)的3G設(shè)備市場，F(xiàn)PGA的主要應(yīng)用是射頻后處理方面，然而在未來的LTE/4G市場，F(xiàn)PGA將進(jìn)入基站等核心應(yīng)用，直接取代目前的多核DSP。”Ivo已毫不諱言與DSP的激烈競爭，“這個(gè)市場我們已開始進(jìn)入，并且旗開得勝，未來的增長潛力巨大?！?br />
他解釋道：“在未來的4G基站系統(tǒng)中，X86仍在數(shù)據(jù)控制方面占優(yōu)勢，而FPGA則會(huì)在數(shù)據(jù)處理方面擁有巨大優(yōu)勢。以前這部分功能主要是由DSP來完成的，然而隨著4G網(wǎng)絡(luò)對(duì)大量并行數(shù)據(jù)處理需求的增加，多核DSP已不能滿足需求。”
當(dāng)然，除了在嵌入式CPU和DSP的大海里搶食，F(xiàn)PGA永遠(yuǎn)不會(huì)停止從傳統(tǒng)對(duì)手ASIC和ASSP的手里不斷攻城略地，直到有一天將他們逼到墻角。Ivo表示，“隨著我們高性能、低功耗的28nm賽靈思7系列FPGA的推出，在新的設(shè)計(jì)項(xiàng)目中基于FPGA的設(shè)計(jì)項(xiàng)目數(shù)將是ASIC/ASSP的三倍。采用新的統(tǒng)一架構(gòu)的FPGA將會(huì)從兩頭直逼ASIC/ASSP的領(lǐng)地：高端直達(dá)40G/10G網(wǎng)絡(luò)的核心數(shù)據(jù)包處理、核心接口部分和Serdes芯片，這些領(lǐng)域傳統(tǒng)上多由ASIC來完成，因?yàn)槠湫枰咚俚凸?，現(xiàn)在7系列在性能提升的同時(shí)(可支持多達(dá)200萬個(gè)邏輯單元)將整體功耗降低50%以上，已完全能勝任這些工作；而低端則會(huì)直逼最新的消費(fèi)電子產(chǎn)品，比如數(shù)碼相機(jī)、3D電視、便攜醫(yī)療設(shè)備以及車載信息娛樂系統(tǒng)等應(yīng)用，在這些市場，7系列中的ARTIX 7將以低成本低功耗直接挑戰(zhàn)ASIC/ASSP應(yīng)用?！?br />
在賽靈思的規(guī)劃中，留給ASIC/ASSP的領(lǐng)地越來越小，“從目前來看，只有手機(jī)不是FPGA適合的市場?！盜vo坦承，“另外，高端核心網(wǎng)絡(luò)中的包交換功能仍是ASIC/ASSP的強(qiáng)項(xiàng)?！?br />
除上面提到的應(yīng)用外，下一步FPGA還將會(huì)大規(guī)模地進(jìn)入數(shù)據(jù)中心、統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控、工業(yè)醫(yī)療以及測試測量設(shè)備等領(lǐng)域，它將在一個(gè)無限廣闊的大海里縱橫馳騁。不過，面對(duì)以上這些所有的熱點(diǎn)和新興應(yīng)用，全球的處理器廠商也都在不斷改變自己以守住陣地、并且進(jìn)一步在對(duì)方領(lǐng)土里攻城略地，未來5-10年全球處理器供應(yīng)格局定會(huì)“重構(gòu)”，一個(gè)全新的面貌將會(huì)出現(xiàn)。
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