算力竞速,FPGA如何拥抱AI大时代.pdf
《算力竞速,FPGA如何拥抱AI大时代.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《算力竞速,FPGA如何拥抱AI大时代.pdf(2页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、算力竞速,FPGA如何拥抱AI大时代?自2 0 世纪8 0 年代以来,FPGA已经在通信、数字信号处理、集成电路设计、视频图像处理等领域大放异彩。近年来,随着AI的飞速发展,这一拥有低延迟、低功耗、灵活高效等优势的可编程硬件已经成为算法加速中的重要一环,为AI算法的部署提供了更多的可能性。随着海量数据的算力需求越来越高,FPGA芯片将继续向更高密度、更高通信带宽方向发展。此外,异构计算融合等形式将越来越受推崇,并且从软件发展角度,也更注重配套的工具能力,提供高性能的AI加速能力。FPGA在AI芯片市场占比不足1%高算力需求催生了AI芯片兴起,“无芯片,不AI”,以AI芯片为载体实现的算力成为人
2、工智能发展水平的重要衡量标准。从广义上而言,AI算力芯片指的是专门用于处理AI应用中大量计算任务的芯片,包括GPU,FPGA,ASIC,NPU等AI加速芯片。其中,GPU基于强大的并行计算能力,在图形图像处理、复杂的数学计算等场景可较好支持高度并行的工作负载。IDC数据显示,2 0 2 2 年中国AI芯片市场的GPU占比约8 9.0%。ASIC,FPGA,NPU等芯片市场占有率共计超过10%,其中FPGA占比仅为0.4%。在前景广阔的AI芯片领域,作为一种灵活可编程的硬件平台,FPGA具备较高的计算性能和可定制性,能够对AI算法提供加速和优化;AI应用可以用于实现神经网络加速器、高性能计算单元
3、等,为计算密集型的AI任务提供高性能和低延迟的计算能力。但为什么其市场占有率如此低?未来的增长点有哪些?一直以来,FPGA的设计和开发相对复杂,需要专门的硬件设计和编程技能;此外,与专用AI 芯片相比,FPGA在功耗和性能比方面并无显著优势,这在一定程度上影响了FPGA在AI方案中的采用。不过,FPGA厂商逐年加大在AI领域的发力,例如,推出专门针对AI应用的平台和解决方案,以提供更加易用和高性能的产品。同时,开发工具和框架的不断完善,也降低了使用 FPGA实现 AI 特性的门槛,吸引了更多的开发者和企业采用FPGA技术。面向AI,FPGA软硬兼修2018年,Xilinx(现已被AMD收购)已
4、经洞察到了FPGA在算力市场的巨大价值,提出了“数据中心优先”的战略,随后发布了自适应计算加速平台(A d a p t i v e C o m p u t e A c c e l e r a t i o n Pl a t f o r m,A C A P)Versal。这一产品形态已经脱离了传统的FPGA范畴,通过内部的可编程引擎并将其引人多个以自适应数据流的方式来组织的AI Core,作为承载AI等数据密集型运算的主体。也就是说,XilinxFPGA的AI路线相当于是设计了一套专门的硬件体系来承载AI等数据密集型运算,VersalACAP整合了标量处理引擎、自适应硬件引擎和智能引擎以及前沿的存
5、储器和接口技术,从而在异构加速性能方面得以提升。不同于Xilinx通过独立于传统FPGA结构之外的独立硬件组成单元(AICore阵列)承载AI,IntelFPGA的AI技术路线相对保守,主要是将嵌人在FPGA内部的DSP模块直接升级为AI张量模块,但它依然是FPGA内部的组成模块之一。在传统的FPGA中,乘累加主要依靠DSP模块实现。为了追求较高的灵活性,普通的DSP模块就是一两个乘法器,外加一个加法器构成。基本的DSP模块配合FPGA的其他部分以构成各种不同的运算算法。AI算法的核心是大量的乘加/乘累加,不是一般的乘加,而是一种“张量”运算。因此,提升FPGA执行AI算法的方法就是把DSP模
6、块升级为更加适应AI张量运算的模块,这也正是Intel的技术路线。Intel第一款采用张量模块的FPGA是2 0 2 0 年推出的Stratix10NX,其张量模块架构主要针对AI计算中常用的矩阵-矩阵或矢量-矩阵乘法和加法运算进行了优化,当时可支持INT8和INT4数据计算,并通过共享指数支持FP16和FP12块浮点的数字格式。采用AI张量模块的增强型DSP引入了两种全新的重要运算:面向AI的张量处理能力和面向信号处理应用的复数支持。此类应用包括快速傅里叶变换(FFT)和复杂有限脉冲响应(FIR)滤波器等。第一种模式可通过INT8张量模式增强AI。第二种新模式是复数运算,过去复数乘法需要两个
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 算力竞速 CFPGA 如何 拥抱 AI 时代
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。