相比 CPU、GPU、ASIC（专用芯片），FPGA有什么特点？…… 今天，带着这一系列的问题，我们一起来——揭秘FPGA。 一、为什么使用 FPGA？...例如 CNN inference，当只用一块 FPGA 的时候，由于片上内存不足以放下整个模型，需要不断访问 DRAM 中的模型权重，性能瓶颈在 DRAM；如果 FPGA 的数量足够多，每块 FPGA...负责模型中的一层或者一层中的若干个特征，使得模型权重完全载入片上内存，就消除了 DRAM 的性能瓶颈，完全发挥出 FPGA 计算单元的性能。...CPU 要交给 FPGA 做一件事，需要先放进 FPGA 板上的 DRAM，然后告诉 FPGA 开始执行，FPGA 把执行结果放回 DRAM，再通知 CPU 去取回。...CPU 和 FPGA 之间本来可以通过 PCIe 高效通信，为什么要到板上的 DRAM 绕一圈？
FPGA 为什么快？「都是同行衬托得好」。CPU、GPU 都属于冯·诺依曼结构，指令译码执行、共享内存。...例如 CNN inference，当只用一块 FPGA 的时候，由于片上内存不足以放下整个模型，需要不断访问 DRAM 中的模型权重，性能瓶颈在 DRAM；如果 FPGA 的数量足够多，每块 FPGA...负责模型中的一层或者一层中的若干个特征，使得模型权重完全载入片上内存，就消除了 DRAM 的性能瓶颈，完全发挥出 FPGA 计算单元的性能。...CPU 要交给 FPGA 做一件事，需要先放进 FPGA 板上的 DRAM，然后告诉 FPGA 开始执行，FPGA 把执行结果放回 DRAM，再通知 CPU 去取回。...CPU 和 FPGA 之间本来可以通过 PCIe 高效通信，为什么要到板上的 DRAM 绕一圈？
例如 CNN inference，当只用一块 FPGA 的时候，由于片上内存不足以放下整个模型，需要不断访问 DRAM 中的模型权重，性能瓶颈在 DRAM；如果 FPGA 的数量足够多，每块 FPGA...负责模型中的一层或者一层中的若干个特征，使得模型权重完全载入片上内存，就消除了 DRAM 的性能瓶颈，完全发挥出 FPGA 计算单元的性能。...CPU 要交给 FPGA 做一件事，需要先放进 FPGA 板上的 DRAM，然后告诉 FPGA 开始执行，FPGA 把执行结果放回 DRAM，再通知 CPU 去取回。...CPU 和 FPGA 之间本来可以通过 PCIe 高效通信，为什么要到板上的 DRAM 绕一圈？...况且 FPGA 上的 DRAM 一般比 GPU 上的 DRAM 慢很多。
本回答将涵盖三个问题： 为什么使用 FPGA，相比 CPU、GPU、ASIC（专用芯片）有什么特点？ 微软的 FPGA 部署在哪里？FPGA 之间、FPGA 与 CPU 之间是如何通信的？...例如 CNN inference，当只用一块 FPGA 的时候，由于片上内存不足以放下整个模型，需要不断访问 DRAM 中的模型权重，性能瓶颈在 DRAM；如果 FPGA 的数量足够多，每块 FPGA...负责模型中的一层或者一层中的若干个特征，使得模型权重完全载入片上内存，就消除了 DRAM 的性能瓶颈，完全发挥出 FPGA 计算单元的性能。...CPU 要交给 FPGA 做一件事，需要先放进 FPGA 板上的 DRAM，然后告诉 FPGA 开始执行，FPGA 把执行结果放回 DRAM，再通知 CPU 去取回。...CPU 和 FPGA 之间本来可以通过 PCIe 高效通信，为什么要到板上的 DRAM 绕一圈？
本章的目的是介绍嵌入式系统的概念，并给出一些例子来说明嵌入式系统会被 部署在怎样的实际应用中。然后我们就集中关注使用在 FPGA 上搭建的嵌入式系统，并探索一般性的嵌入式系统。...PC 中的 CPU 正是一种微处理器。 单片机（微控制器） — 单片机在单片芯片上包含有完整的计算机系统。...嵌入处理器 — 嵌入处理器是物理上位于 FPGA 芯片内的可编程部分内的处理器。嵌入处理器有两种类型 —— 硬处理器和软处理器。硬处理器是在专门的硅面积内，在 FPGA 芯片的通用逻辑之外构建的。...这意味着需要大量连续 CPU 时钟周期来计算的复杂任务可以在基于 PL 的协处理器上执行地快很多。这就是软处理器核心。还有其他形式的用专门硬件处理核心但不在 FPGA 上的加速方式。...动态 RAM (DRAM) DRAM 是在计算机系统中最常见的存储器类型。DRAM 芯片包括大量存储单元，每 个单元用电容保存 1 位的数据。
直接上个芯片的模样 Lichee Tang Nano板载64Mbits PSRAM，为FPGA提供了丰富的存储资源。...为什么会使用PSRAM？...，同时将刷新电路集成进芯片内部，兼具SRAM的简单易用、DRAM的较大容量的优点；得到广大工程师与客户的支持与认可，并广泛使用。...使用期限为自取得代码之日起一年，过期失效后可以再次申请。3、问：为什么要提交本机Mac地址？答：高云的License分配是和本机Mac地址挂钩的，一套软件只能在一台电脑上运行。...如通过直接发送License代码。5、问：我怎么知道审核是否通过？答：我们会将License代码发送到你的注册邮箱，请留意查收。 ? 这个是安装好的IDE环境 ? 报错 ?
智能网卡为数据中心网络提供了几项重要优势，包括： 1.通过直接在网络接口卡上执行任务来加速网络、存储和计算任务，消除了在服务器上运行这些工作负载的需要，并释放了CPU周期，从而显着提高服务器性能并降低总体功耗...第三种方法是在智能网卡ASIC的设计中增加一个高速的芯片到芯片互连，并开发一个连接到智能网卡ASIC的FPGA chiplet合封芯片。这三种设计方法各有优缺点。...如果设计中确实具有一个用于外部加速器的接口，那么该接口可能会对FPGA必须处理的大量以太网数据包流量造成带宽瓶颈。 为了获得最佳性能，网卡组件和FPGA应该位于同一块芯片上。...在这种设计中，增加了一个高速的芯片到芯片接口，从而将ASIC连接到FPGA芯片上；然后将这种组合解决方案合并到多芯片合封模块（MCM）中。...为现有网卡和智能网卡开发的API和驱动程序被硬编码到在服务器CPU上运行的软件栈中。
我们在《软硬件融合技术内幕 进阶篇 (4) ——云计算的六次危机(中)》提到过，DPDK和SPDK实质上是利用几个专用的CPU核，来处理各虚拟机使用的虚拟化网络设备和虚拟化存储设备的工作请求。...同时，FPGA挂了16GB的DDR4 DRAM； FPGA 与Intel Xeon处理器之间通过某种特殊总线(CXL)互联，Xeon上也挂载了16GB的DDR4 DRAM。...这样的设计思想实际上是让FPGA来执行数据平面的绝大多数功能，也就是实现所谓的Fast-Path。当FPGA搞不定的时候，再转到Slow-path，也就是让Xeon处理器来指导FPGA如何做。...特别地，在FPGA内部还集成了硬件加密算法运算单元，也就是说，https的卸载可以在FPGA上完成。...在SmartNIC上，CXL的作用是让FPGA和CPU能够共享对方的内存，同时实现写入的强一致性，让两颗主芯片能够非常容易地交换数据，而不需要通过发送/接收的复杂软件流程。
，特别是上几个月在求职的时候发现一些公司在招聘要求上写了需要对FPGA的架构要熟悉，那时候我还对架构有点懵逼，差点就不想玩了，然后耐着性子重新去找资料看了下，原来这些已经有过接触，这个要求上的架构指的就是...LUT+MUX可以完成组合逻辑功能 寄存器配置成触发器（flip flop）（FF）或锁存器（Latch）可以完成时序逻辑功能 在Xilinx公司的FPGA中，一个CLB由多个相同的Slice和附加逻辑构成...BRAM的时候一般还会注意到一个分布式RAM（DRAM），BRAM和DRAM的区别就在于DRAM主要由LUT组成，不会占用BRAM的资源，DRAM也可以被配置成ROM、RAM和FIFO等存储模块，但是性能没...FPGA芯片内部有着丰富的布线资源，根据工艺、长度、宽度和分布位置的不同而划分为4类不同的类别：第一类是全局布线资源，用于芯片内部全局时钟和全局复位的布线；第二类是长线资源，用于完成芯片Bank间的高速信号和第二全局时钟信号的布线...为了提高FPGA性能，芯片生产商在芯片内部集成了一些专用的硬核。
FPGA逻辑设计回顾（9）DDR的前世今生以及演变过程中的技术差异 DDR也是计算机中的元素，当然在我们的FPGA中也广泛使用，在科普了它们的渊源，它们的基础知识后，我们便可以接着讲它在FPGA中的应用...传统上，ROM数据是在芯片生产和硬连接时添加的。然而，只读存储器已经发展起来了，现在有一些选项支持擦除和重写芯片上的数据。虽然它的效率不如RAM，但它是一种选择。...掩膜ROM 传统类型的ROM，这是一种在制造过程中写入数据的芯片，并永久地对信息进行编程。 PROM 可编程只读存储器芯片，或PROM，是指在系统中安装后，有数据写入。...您可以通过将该芯片暴露在高强度的紫外线下删除其上的信息，这样您就可以对数据进行重新编程。...Rom的COE文件 但不同担心，虽然是有RAM来实现的，但FPGA上电后，ROM的内容还完好地保存着，不会因某一次的断电而丢失，这也符合ROM的内涵。
CPU视觉算法与FPGA视觉算法比较： •CPU架构：CPU用于处理视觉算法需按指定顺序执行指令，第一指令在图像整体运行完成后，第二指令开始运行。...晶圆代工厂 当前中国主流晶圆厂约30家，在规格上分别涵盖8英寸晶圆、12英寸晶圆。其中，8英寸晶圆厂相对12英寸晶圆厂数量较多。...FPGA云计算任务执行流程：主流数据中心以FPGA为计算密集型任务加速卡，赛灵思及阿尔特拉推出基于OpenCL的高层次编程模型，模型依托CPU触达DRAM，向FPGA传输任务，通知执行，FPGA完成计算并将执行结果传输至...•安路科技基于市场调研对EF2 FPGA芯片进行二次优化，将器件嵌入LED显示模组，在降低数据传输EMI的同时做到监控状态回传。 •模组在结构上包括CPU、ADC、异步传输接口等，满足LED全需求。...中国FPGA芯片行业投资逻辑及风险概述 专家建议未来5年内，投资团队关注中国FPGA市场可依据先C端后B端，先应用场景后技术开发，先产品级后芯片级的投资逻辑注入资金。
它可以根据用户的需要，在制造后，进行无限次数的重复编程，以实现想要的数字逻辑功能。 之所以FPGA可以实现DIY，是因为其独特的架构。...它们用于承载电路中的一个个逻辑“门”，可以用来实现复杂的逻辑功能。 简单来说，我们可以把LUT理解为存储了计算结果的RAM。当用户描述了一个逻辑电路后，软件会计算所有可能的结果，并写入这个RAM。...加电时，FPGA将EPROM（可擦编程只读存储器）中的数据读入SRAM中，配置完成后，FPGA进入工作状态。掉电后，FPGA恢复成白片，内部逻辑关系消失。如此反复，就实现了“现场”定制。...对于保存状态的需求，FPGA中的寄存器和片上内存（BRAM）属于各自的控制逻辑，不需要仲裁和缓存。...但就芯片本身来说，读取DRAM所消耗的能量，是SRAM的100倍以上。GPU频繁读取DRAM的处理，产生了极高的功耗。
Figure. 1 狭义的摩尔定律指每18到24个月，芯片上晶体管集成的密度会翻一番或者价格下降一半，它连接了价格和集成度。...可计算存储和数据压缩 可计算存储可简单的理解成在原有的存储介质（比如NVMe SSD）上叠加计算单元（比如FPGA），并由该计算单元加速跟存储直接相关的计算任务，实现CPU计算任务卸载（Offload）...Look down(to the device)，FPGA 在低延时上具备天然的优势，非常适合计算密集型任务（比如矩阵运算、压缩和非对称加密）。...Look backward(to the past)，在现代处理器系统中，CPU高速缓存处于内存系统的顶端，其下是主存（DRAM）和存储介质。...如果需要访问的数据在CPU高速缓存中命中，将不会访问主存（DRAM），以缩短访问延时，访问流程大致如下： ?
也许很多人到现在也还在懊恼，当时为什么没有大胆一点出手。而到了2009年国庆前的一两周，笔者偶然得知内存的价格开始坐上了火箭，每天攀升。一时间，内存的价格堪比黄金。 ...据网络上的历史数据，2009年1月底，全球第二大DRAM公司，300mm晶圆工业的领导者和个人电脑、服务器、DRAM市场最大的供应商之一奇梦达已经宣布倒闭。...该公司由总部位于德国的英飞凌科技在2006年5月分拆而成。而另一家全球排名前十的芯片厂，台湾茂德科技也将倒闭。...而进入2010年，为了趁机赚一把，东芝日立三菱串通对DRAM芯片价格进行操控，使得本已经昂贵不已的内存继续看涨。...日立罚款金额最多，该公司将支付总罚款中的1150万美元；作为日本最大的存储芯片制造商，东芝被罚款920万；三菱电机被罚款710万。
（2020年大疆芯片开发）下列说法正确的是（） A、乘法器在 FPGA 上必须使用 DSP 资源 B、基于 SRAM 的 FPGA 器件，每次上电之后必须重新进行配置 C、FPGA 的 ChipScope...LUT 和 DSP 乘法器可以通过 LUT 实现，特别是位宽较少的时候，默认使用 LUT 查找表实现（Look Up Table），位宽较大的时候才会综合成 DSP资源（作者在 Vivado 上已经做了验证...与之对应的是动态RAM（DRAM），需要不断动态刷新才能保持数据。 如果实际做个 FPGA 的开发或者下载过程序，应该知道，每次上电需要重新下载。 除非“固化”。...U-Boot加载，使用 QSPI 的 Flash 、 SD 卡等非易失性存储器先把程序存起来，每次上电后从 Flash 中读取程序重新配置 FPGA，FSBL 加载。...在这篇文章提到过： 存储器相关问题汇总【SRAM】【DRAM】【SDRAM】【Flash】【EPROM】【EEPROM】 ? C. 采样问题 C.
对于一片普通的PC-100 SDRAM来说，它芯片上的标识10代表了它的运行时钟周期为10 ns，即可以在100 MHz的外频下正常工作。...例如芯片上标有7.5，表示它可以运行在133MHz的频率上。 （3） 存取时间。目前大多数SDRAM芯片的存取时间为5、6、7、8或10 ns，但这可不同于系统时钟频率。...在SDRAM的制造过程中，可以将这个特性写入SDRAM的EEPROM中，在开机时主板的BIOS就会检查此项内容，并以CL＝2这一默认的模式运行。 （5）综合性能的评价。...主要应用于FPGA、内存中； 二：SRAM SRAM（Static Random Access Memory），即静态随机存取存储器。...五、DDR2 DDR2z在DDR的基础上再次进行了改进，使得数据传输速率在DDR的基础上再次翻倍； 它们之间的区别： SRAM：静态RAM，不用刷新，速度可以非常快，像CPU内部的cache，都是静态RAM
在谷歌发布TPU一年后，这款机器学习定制芯片的神秘面纱终于被揭开了。...他解释说，“TPU可以像CPU或GPU一样可编程，它可以在不同的网络（卷积神经网络，LSTM模型和大规模完全连接的模型）上执行CISC指令，而不是为某个专用的神经网络模型设计的。...TPU上的DRAM作为一个单元并行运行，因为需要获取更多的权重以馈送到矩阵乘法单元（算下来，吞吐量达到了64,000）。...256×256阵列缩放数据流引擎，经过矩阵乘法积累后实现非线性输出 从第二张图片可以看出，TPU有两个内存单元，以及一个用于模型中参数的外部DDR3 DRAM。...参数进来后，可从顶部加载到矩阵乘法单元中。同时，可以从左边加载激活（或从“神经元”输出）。那些以收缩的方式进入矩阵单元以产生矩阵乘法，它可以在每个周期中进行64,000次累加。
、为什么火起来。...2014 年推出的 DRAM 芯片包含了 80 亿个晶体管，而在人们的预测中即使到了 2019 年，带有 160 亿个晶体管的 DRAM 芯片也不会大规模生产，但根据摩尔定律的预测，四年里晶体管数量应该变成四倍多...它们在 TensorFlow 中的代码都非常短，只有 100-1500 行。这些例子是主服务器上运行较大应用程序中的小组件，这些大应用可能会由数千到数百万行 C++代码构成。...陷阱：在设计领域专用架构时不顾架构历史。不适用通用计算的想法可能适合领域专用架构。...如 2016 年的 ACM 通讯中所述，DianNao 家族有四种 DNN 架构，通过对 DNN 应用程序中的内存访问模式提供有效的架构支持，可以最大限度地减少片上和外部 DRAM 的内存访问。
2.2、片上存储及其优化 片外存储器（如DDR等）具有容量大的优势，然而在ASIC和FPGA设计中，DRAM的使用常存在两个问题，一是带宽不足，二是功耗过大。...图2.6 片外DRAM访问的能耗开销 为了解决带宽和能耗问题，通常采用两种方式：片上缓存和临近存储。 1）增加片上缓存，有利于在更多情况下增加数据复用。...对此，基于芯片级互联和模型拆分的处理模式，结合多片互联技术，将多组拆分层的参数配置于多个芯片上，在Inference过程中用多芯片共同完成同一任务的处理。...因此，二值网络成为FPGA和ASIC在低功耗嵌入式前端应用的利器。目前二值网络的重点还在模型讨论阶段，讨论如何通过增加深度与模型调整来弥补二值后的精度损失。...这一技术革新使得对于当前的深度学习模型，即使不采用芯片级互联方案也有望将整个模型置于片上，释放了FPGA/ASIC对片外DRAM的需求，为AI芯片发展提供巨大动力。
1个人类全基因组（上几百G数据）即使在高端服务器运算时间也至少需要1天左右时间。“云+基因”解决方案通过对流程中的关键算法进行硬件加速来解决生物计算量的性能瓶颈。...基于CPU或者GPU 开发能够轻松迁移到 FPGA上，同时还可在他们熟悉的工作流程中维护和复用OpenCL、C和C++代码。...然后比特流文件加载后，硬件首先会去读取这DNA，将用户加密电路生成的结果和存储在flash中的秘钥做比对，如果比对成功，芯片正常工作。如果比对不成功，则停止工作。...在因特尔推出了14 纳米Stratix 10芯片集成的HBM2 DRAM封装预计可带来最高可达1TB/s的内存带宽。 图6：HBM技术示意图 2....超级寄存器是可旁路的，支持设计工具在布局布线后自动选择最优寄存器位置，以提高内核性能。
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