40 lat technologii FPGA

W tym roku mija 40 lat od wprowadzenia pierwszego komercyjnie dostępnego układu FPGA (Field-Programmable Gate Array), który zrewolucjonizował projektowanie półprzewodników poprzez wprowadzenie koncepcji reprogramowalnego sprzętu. Technologia FPGA stworzyła "sprzęt tak elastyczny jak oprogramowanie", umożliwiając deweloperom projektowanie układów scalonych z możliwością zmiany ich funkcjonalności nawet po zakończeniu procesu produkcji.
Przełomowy wpływ na rynek półprzewodników
Elastyczność układów FPGA umożliwiła znacznie szybsze opracowywanie nowych projektów chipów, skracając czas wprowadzania produktów na rynek i stanowiąc alternatywę dla układów ASIC. Wpływ na rynek okazał się fenomenalny - technologia FPGA zapoczątkowała przemysł wart ponad 10 miliardów dolarów.
W ciągu czterech dekad AMD dostarczyło ponad 3 miliardy układów FPGA i adaptacyjnych SoC do ponad 7000 klientów w różnorodnych segmentach rynku. Firma pozostaje liderem rynku logiki programowalnej przez 25 kolejnych lat, utrzymując silną pozycję dzięki kompleksowemu portfolio produktów i zaawansowanej mapie drogowej rozwoju.
Kamienie milowe rozwoju technologii FPGA
Układ FPGA został wynaleziony przez nieżyjącego już Rossa Freemana, współzałożyciela firmy Xilinx (obecnie część AMD), inżyniera i innowatora przekonanego o potrzebie lepszego i bardziej opłacalnego sposobu projektowania układów scalonych. Technologia FPGA zapewniła inżynierom swobodę i elastyczność w modyfikowaniu projektów chipów na bieżąco, z możliwością opracowania i zaprojektowania niestandardowego układu w ciągu jednego dnia.

Od wprowadzenia pierwszego komercyjnego układu FPGA XC2064 w 1985 roku, technologia przeszła długą drogę ewolucji. W latach 90. pojawiły się układy XC4000 i Virtex z wbudowaną pamięcią RAM i DSP dla infrastruktury bezprzewodowej. Rodzina Spartan z 1999 roku zapewniła opłacalną alternatywę dla tradycyjnych układów ASIC w zastosowaniach o dużych wolumenach.
Przełomowym momentem był rok 2011, kiedy układ Virtex-7 2000T stał się pierwszym w branży komercyjnym wdrożeniem pakowania Chip-on-Wafer-on-Substrate (CoWoS), pomagając w pionierowaniu zaawansowanych technik integracji 2.5D, które stały się fundamentem dla systemów HPC i obecnie napędzają falę innowacji GPU dla sztucznej inteligencji.

Sztuczna inteligencja na brzegu sieci
Obecnie większość obciążeń AI działa na procesorach GPU w centrach danych, jednak coraz większa część przetwarzania AI odbywa się na brzegu sieci. Technologia FPGA znajduje się na czele szybkiego wzrostu aplikacji AI w szerokim spektrum branż. Układy FPGA i adaptacyjne SoC zapewniają przetwarzanie danych z czujników w czasie rzeczywistym z niskim opóźnieniem, umożliwiając przyspieszoną inferencję AI na brzegu sieci.
Wraz z niedawnym wprowadzeniem mniejszych generatywnych modeli AI, nadchodzi "moment ChatGPT" dla brzegu sieci, gdzie nowe modele AI mogą działać na urządzeniach brzegowych - czy to w komputerach AI PC, pojazdach, robotach fabrycznych, w przestrzeni kosmicznej czy w dowolnych aplikacjach wbudowanych.
Przyszłość adaptacyjnych technologii obliczeniowych
Adaptacyjne technologie obliczeniowe oparte na FPGA nadal będą się rozwijać w aplikacjach AI na brzegu sieci dla jazdy autonomicznej, robotyki i automatyki przemysłowej, sieci 6G, przeciwdziałania zmianom klimatu, odkrywania leków, badań naukowych i eksploracji kosmosu. AMD pozostaje zobowiązane do przewodzenia ewolucji tej niesamowitej technologii przez kolejne dekady.
Źródło: AMD