莱迪思推出小尺寸低功耗FPGA系列

计算机行业目前充斥着各种选择。在设计新平台时，当今的工程师可以在CPU、GPU、ASIC、SoC等之间进行选择，每一种都有自己独特的优势和劣势。

在这些替代方案中，现场可编程门阵列（FPGA）是许多计算密集型应用的首选，但通常倾向于更高功率的解决方案。为了满足这些需求，莱迪思半导体上周发布了一个新的FPGA平台，专门针对低功耗边缘计算应用。

在本文中，我们将了解FPGA在边缘计算方面的优势，为什么FPGA是传统的高功率设备，以及Lattice的新平台。

 

用于低功耗设计的Lattice FPGA

莱迪思半导体公司表示，其新的FPGA平台专为低功耗边缘计算应用而设计。这个新系列被称为Avant-E系列，是该公司第一款基于16纳米FinFET Avant平台的产品。这些设备的包装尺寸小至11毫米x 9毫米。
 

Avant-E框图。图片由莱迪思半导体提供

 

得益于新工艺以及架构上的进步，如最大限度地减少高电容网络，Lattice声称Avant-E平台的功耗比竞争对手的设备低2.5倍，同时满足6倍小的外形尺寸。

从计算的角度来看，这些设备提供高达7200个INT8乘法器、36 Mb嵌入式存储器和高达500k的逻辑单元。正因为如此，Avant-E平台声称在类似或更低的功耗下，其吞吐量比竞争对手的设备高出两倍。数据表和其他文档可以从Avant-E产品页面下载。

 

为什么选择边缘FPGA

说到边缘计算，最重要的要求之一是以最低的功耗实现最高的计算能力。

就原始计算性能而言，FPGA是可用的最佳选择之一。FPGA由数千个逻辑块组成，这些逻辑块可以基于软件编程进行明智的互连，以创建所需的任何功能。例如，FPGA的内部结构可以被编程为用作机器学习应用的硬件加速器。

 

FPGA与ASIC。图片由AnySilicon提供

 

通过这种方式，FPGA为边缘计算提供了一个很有前途的解决方案，允许使用特定于应用程序的硬件来加速计算任务。在许多边缘设备涉及传感器融合和机器学习推理等应用的情况下，FPGA是一个非常有力的选择。

同时，与开发特定于应用程序的硬件相比，可编程性的易用性意味着FPGA为边缘设计师提供了更短的上市时间和更低的非重复性工程（NRE）成本。

 

为什么FPGA是高功率的

然而，FPGA往往不足的一个地方是电力支出。FPGA往往是功率更昂贵的设备的一个重要原因是，它们被设计成多用途的。

当首次购买FPGA时，它本质上是一个大型逻辑块阵列，没有明确的功能或目的。然而，一旦编程，这些块就开始发挥作用。

 

ASIC与FPGA功耗。图片由Amara和合著者提供

 

由于FPGA在制造时并不是为任何特定功能而设计的，因此FPGA内部的许多硬件并没有针对任何给定的应用进行完全优化。在ASIC中，该功能是已知的，这意味着设计者可以针对ASIC的显式功能优化从功率传输网络到时钟传输网络的一切。

然而，对于FPGA来说，硬件设计者并不知道该设备的最终功能。这意味着FPGA无法针对任何给定的功能进行完全优化，因此无法实现ASIC所能实现的相同功率效率。

在边缘计算的背景下，这种功率效率的缺乏是FPGA广泛使用的主要障碍之一。

 

更改FPGA说明

正如我们在本文中所讨论的，FPGA在功耗及其对边缘计算的适用性方面显然面临着挑战。

凭借其新的Avant-E平台，莱迪思希望改变关于FPGA在低功耗应用中使用的说法，并最终为未来基于FPGA技术的边缘设备铺平道路。