CPU不堪重负，FPGA来助阵！

本刊记者薛士然

据分析师预测，到2020年互联网数据量会大得惊人：平均每位互联网用户的数据流量达1.5 GB/天，自动驾驶汽车产生数据达4 TB/天，联网飞机的数据达5 TB/天，智能工厂产生的数据达1 PB/天，云视频提供商每天的数据流量高达750 PB/天……如此庞大的数据量，必然会给数据中心带来巨大的压力，加之数据分析、机器学习等应用，更会让CPU不堪重负，这种情况下该怎么办？

近日，英特尔公司可编程解决方案事业部副总裁兼客户体验事业部总经理Rina Raman告诉了大家一个解决方案，那就是借助FPGA！

2015年6月，英特尔高价收购了当时的第二大FPGA公司Altera，开始涉足FPGA领域。FPGA是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展来的，主要包括以下几部分：可编程输入/输出单元、基本可编程逻辑单元、完整的时钟管理、嵌入块式RAM、丰富的布线资源、内嵌的底层功能单元和内嵌专用硬件模块。

FPGA具有静态可重复编程和动态在系统重构的特性，使得硬件的功能可以像软件一样通过编程来修改，FPGA能完成任何数字器件的功能，甚至是高性能CPU都可以用FPGA来实现(要知道，所有ASIC的设计都是通过FPGA来实现物理验证的)。FPGA如同一张白纸：加电时，FPGA芯片将EPROM中数据读入片内编程RAM中，配置完成后进入工作状态；掉电后，FPGA恢复成白片，内部逻辑关系消失。因此，FPGA能够反复使用，其优势就是可以用硬件电路实现并行处理。

一个ASIC SoC的设计周期是14到24个月，而一个FPGA是半成品，因而设计时间要缩短一半。如果将x86处理器和FPGA结合起来创造新型异构处理器，还可以继续实现摩尔定律，而且这样的处理器既拥有x86的高性能，又通过FPGA实现了灵活性，堪称是一种完美的方案。