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技術(shù)專題
隨著邊緣計算和AI的火爆，F(xiàn)PGA回歸其自身
隨著邊緣計算和AI的火爆，FPGA回歸其自身
移動設(shè)備的飽和和無處不在的連接已使無線連接世界變得更加廣闊，從不斷增長的地面和非地面蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施以及支持光纖和無線回程網(wǎng)絡(luò)，到具有最新開發(fā)的協(xié)議和SoC的大規(guī)模IoT生態(tài)系統(tǒng)，以支持數(shù)十億個傳感器節(jié)點打算將數(shù)據(jù)發(fā)送到云。
到2025年，全球數(shù)據(jù)領(lǐng)域預(yù)計每年將達到175 ZB。而且，到2030年，連接設(shè)備的數(shù)量預(yù)計將達到500億。但是，基于云的數(shù)據(jù)集中處理的傳統(tǒng)分布式傳感方案在安全性，電源管理和延遲方面存在嚴重的局限性，即端到端。 5G標(biāo)準(zhǔn)中發(fā)現(xiàn)的超可靠的低延遲通信的終端（E2E）延遲約為數(shù)十毫秒。這導(dǎo)致了將數(shù)據(jù)處理驅(qū)動到邊緣，分解計算（和存儲）資源以減少上行鏈路和下行鏈路傳輸中涉及整個信號鏈的大量開銷的需求。反過來，這增加了網(wǎng)絡(luò)的敏捷性和可伸縮性。
機器學(xué)習(xí)（ML）和具有人工智能的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（DNN）的新進展有望在邊緣提供這種見解，但是這些解決方案具有巨大的計算負擔(dān)，而傳統(tǒng)軟件和嵌入式處理器方法無法滿足這些解決方案。此外，隨著工藝幾何尺寸的縮小，開發(fā)和生產(chǎn)成本超出了邊緣設(shè)備領(lǐng)域，超專業(yè)化專用IC（ASIC）的設(shè)計正在失敗。而且，缺乏ASIC的可重配置性嚴重限制了任何潛在的系統(tǒng)升級。對于新一代邊緣應(yīng)用所要求的密度，傳統(tǒng)的FPGA方法通常過于昂貴且耗電。
邊緣計算的利基市場為設(shè)備帶來了極低的功耗要求，緊湊的外形尺寸，面對不斷變化的數(shù)據(jù)集的敏捷性以及通過遠程升級能力隨著AI功能的變化而發(fā)展的能力-所有這些都以合理的價格實現(xiàn)。實際上，這是FPGA的自然領(lǐng)域，在靈活，可硬件定制的平臺中加速計算密集型任務(wù)方面具有內(nèi)在的卓越性。但是，許多可用的現(xiàn)成FPGA都面向數(shù)據(jù)中心應(yīng)用，在這些應(yīng)用中，功耗和成本狀況證明了FPGA技術(shù)的膨脹。
在連接性方面，過去十年或多或少地致力于以下三件事之一：將無線連接環(huán)游世界，提高所述連接的強度和完整性，并確保一切可行（從人到物）
）以某種方式連接。從本質(zhì)上講，這是通過下一代5G部署實現(xiàn)的-增強了基礎(chǔ)蜂窩基礎(chǔ)架構(gòu)并開發(fā)了更新技術(shù)以優(yōu)化數(shù)據(jù)吞吐量，容量，覆蓋范圍和延遲要求-以及IoT革命，其中物聯(lián)網(wǎng)配備了傳感功能功能和/或標(biāo)簽。這些技術(shù)發(fā)展已經(jīng)產(chǎn)生了深遠的社會影響，無線連接已成為日常生活中不可或缺的一部分。能夠遠程監(jiān)控，跟蹤，從家用電器到復(fù)雜的工業(yè)機械，甚至帶有傳感器和執(zhí)行器的控制對象幾乎已成為所有事物的假定功能。但是，設(shè)備密度的這種巨大提高導(dǎo)致了一些非常明顯的瓶頸。