iPhone7正式开售,位于加州圣路易斯·奥比斯堡的iFixit团队将iPhone 7 Plus“大卸八块”,在这份拆解报告中,我们惊奇地发现了一个新成员——一颗尺寸为2mmx2mm,由Lattice公司推出的iCE40的低密度低功耗小封装FPGA。
这是苹果首次在iPhone中引入FPGA器件。按照常识,以苹果年销售1亿部iPhone的规模,如果要尽可能地降低成本,应该尽可能采用ASIC芯片,以往的传统是FPGA通常只被用在低量市场,所以这次苹果的设计着实引起了大家的兴趣。
这次采用FPGA方案在智能手机行业树立了一个标杆,这也意味着FPGA这一冷门器件第一次这么显眼地出现在消费电子市场,赢得大家的广泛关注,而这种情况在多年以前是完全不可能的。至少我们可以得到一个浅显的结论:可能今后有无集成FPGA会成为区分高端智能手机的分水岭,或许在今后我们会发现更多的消费品电子会应用到FPGA。这对FPGA行业应该是一个很好的消息。
iPhone7之采用集成FPGA的方案,实际上是探索动态可重构领域初露端倪的一个象征。iPhone在寻找一个解决方案:
● 可能是实现Sensor HUB的功能,即将多种传感器汇聚预处理(可能包含总线控制、总线转换、时分复用、接口转换等功能模块),在必要的时候再与主处理器CPU进行数据交互和进一步的运算,减少主处理器CPU相关模块的监控及运算频度,从而降低功耗、提升处理性能。
或者是
● 用于USB Type C的控制。目前由于标准等原因,还没有ASSP厂商提供完整的解决方案,而Lattice利用FPGA的特性,率先成为USB Type C供应商之一。这也是FPGA相比较ASSP的优势,既加快上市周期,帮助客户节约时间成本。
集成电路的金字塔型行业格局
虽然FPGA市场正在进入快速增长期且前(钱)景诱人,但全球范围内能够量产FPGA的企业屈指可数,大家耳熟能详的美国企业也都是Xilinx、Altera、Lattice这样的美国企业,Xilinx、Altera两大公司对FPGA的技术与市场更是占据绝对垄断地位。SOC概念的提出,更是让像英特尔(Intel)、德州仪器(TI)这样的半导体巨头也都因为这样那样的原因在尝试进入这个市场的血拼中铩羽而归。
传统芯片(SOC)面积越来越大,功耗越来越高,发热量越来越大,设计成本逐渐递增,销售价格随之增长,行业呈金字塔型发展,这导致最后只有有实力的几家厂商可以在这个领域展露头角,这种趋势势必造成该行业的垄断型发展,而这正是国外巨头想要看到的情形。
收购狂潮掀起 集成电路的野“芯”
1.Xilinx宣布收购Auviz Systems,打响FPGA与GPU第一战!FPGA一面与GPU开战,另一面被提出与CPU相结合,然而其速度是一道无法逾越的屏障。FPGA属于静态可重构芯片,采用查找表的形式实现重构,因此需要在写入芯片前将所有可能出现的数据计算出来,在写入到每个查找表中,由于配置的数据量巨大,导致重新配置的速度受到限制。
2.Intel收购Altera,云计算的畅想英特尔以167亿美元的代价将FPGA第二大公司Altera收入囊中。然而早在2014年,微软联合了亚马逊、谷歌及多所一流大学就在IEEE发表了一篇题为《提升大型数据中心的可配置架构》(A Reconfigurable Fabric for Accelerating Large-Scale Datacenter Services)的长篇论文,该论文里所涉及的项目被命名为“Catapult”,即在云计算时代,微软研究院一直在积极思考如何改进当前的云基础架构。现在的云基础设施由于增长的速度过快,当云数据中心超过一定规模后将面临稳定性及可持续性的挑战,微软研究院积极思考能否有其它可替代技术实现云数据中心的可持续增长,而他们采用的集成FPGA现场可编程门阵列,实际上就是动态可重构的前身。可以说,集成FPGA是解决快速处理问题退而求其次的做法。
● 华为云计算
2015年9月18日,第五届华为云计算大会(HCC)今天在上海举行,大会延续了“精简IT、敏捷商道”的主题,围绕“云转型、新标杆”的新理念,探讨云时代的转型机遇和挑战。
● 微软的可重构FPGA芯片
在未来,技术世界正在跨进一个新的阶段,一些大型的互联网公司会运营一些跟以往不同的复杂互联网业务,而这些公司就需要打造一些全新的架构去运行这些业务,而这并不是通过软件去升级就可以实现的,当中还需要硬件去配合,当中就包括了服务器和网络设备。而微软提出的Project Catapult意在解决微软的服务器问题,因为他们都会搭载微软特别定制的芯片,去完成这些特殊任务。
而这款特别定制的FPGA芯片,意在填补了为每个新难题打造定制化专用芯片又太过昂贵的鸿沟。据说它比流水线型通用CPU速度更快(因为FPGA是真并行)、功耗更低。可定制化让它能够从容面对瞬息万变的技术和商业模式。
但是问题来了,正因为它是FPGA芯片,所以其重构过程是非常痛苦的,不仅仅是因为要建新的硬件,而且每次都需要重新对FPGA编程。相对于软件编程来说,这简直就是一个噩梦。不但写程序艰难,正确的写程序更是难上加难。因为这是一个极度繁琐的工作,就像在芯片上改一个微小的逻辑门那么繁琐。虽然芯片已经有了,但对于微软来说,他们每次需要面对重新编程这些芯片的挑战。
在服务器上加FPGA就如同Intel在x86架构中加FPGA一样,都是不可取的。因为FPGA的重构数据量太大,设计FPGA跟设计软件毕竟是两个世界。从完整软/硬件集成FISH(Full Integrated Software and Hardware)到软件定义数据中心SDDC(Software Defined Data Center)再到软件定义存储SDS(Software Defined Storage)的诞生,业界已清晰看到软件定义SD(Software Defined)的威力所在。时至今日,软件定义已经不局限于虚拟化的范畴,软件定义硬件SDH(Software Defined Hardware)技术是动态可重构的必要前提。在云计算还是物联网的大数据处理领域,一款超越传统FPGA的动态可重构芯片势必会成为解决稳定性及可持续性挑战的重要突破口。
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3.软银收购 ARM,敲响自主研发警钟SoftBank溢价43%,以234亿英镑(约合人民币2076亿元)收购ARM后,近日更发布了并购后的主要应用于物联网行业的首款产品——基于全新ARMv8-R架构的Cortex-R52处理器。众所周知,ARM被称为全球手机“芯”脏,其主要从事研发低费用、低功耗、高性能芯片,并将其以知识产权的形式向客户进行授权,并以这种形式一直保持着极高的利润率。那么在其被软银收购后,外界均猜测其盈利模式或将有所改变,无论怎样,本次轰动业界的收购都足以引发尚未拥有成熟自主知识产权IP核的我们陷入沉思,接踵而来的美国对华为发起的“377”调查,更警醒我们,高调宣扬的自主研发不能再是纸上谈兵,付诸实践已然迫在眉睫。
厚积薄发 集成电路产业“芯”贵
硅谷数模半导体公司(Analogix Semiconductor, Inc.)和北京山海昆仑资本管理有限公司(简称“山海资本”)今天共同宣布,双方已签订最终合并协议,根据该协议,由山海资本主导的财团将以逾5亿美元收购硅谷数模的全部已发行股份。国家集成电路产业投资基金也已加入山海资本的基金,成为有限合伙人之一。至此,又一家关乎集成电路的投资落地北京。
放眼望去,集成电路产业园已遍布中国
l 北京。集成电路设计业产值272亿美元,增速高达59.81%,设计企业约90家,只有一个小小的中关村貌似承载不了这么大的需求,于是北京市砸下40亿,开始集成电路产业空间布局,北设计、南制造,京津冀协同发展。
l 厦门。紫光集团总投资40亿元,在厦门建设紫光科技园暨展锐大厦,总建筑面积超过40万平方米,集研发设计、产业孵化、产品展示等功能于一体的集成电路产业集聚地,并有望成为国家级集成电路产业基地。目前厦门市集成电路产业已集聚近70家企业,2015年产业规模达56亿元,初步形成了覆盖“芯片研发设计、制造、封装、测试、装备与材料”等环节的完整产业链。
l 南京。总投资达30亿美元的德科码半导体产业园项目正式在南京经济技术开发区奠基,将建设8寸晶圆厂2座、12寸晶圆厂1座,以及封装测试厂、设备再制造厂、科研设计中心和配套生活区等。此前,总投资同为30亿美元的台积电南京项目签约落户江北新区。两大“30亿美元级”的世界领先企业先后投资南京,在带给中国大陆最先进生产工艺的同时,也将填补南京市集成电路产业发展中的关键短板,使南京一举进入全国集成电路重点城市第一方阵。
l 成都。双流5000万打造西南首家核芯空间,四川省集成电路和信息安全产业投资基金成立后,可投资规模已达到100亿至120亿元之间,基金单个项目最低投资额不低于3000万元。核芯空间立足双流、覆盖成都、辐射西南,聚焦提供专业化、区域化的集成电路公共服务。
l 重庆。重庆万国半导体12英寸功率半导体芯片制造及封装测试生产基地,落户重庆两江新区水土工业开发区,该项目总投资10亿美元。项目的布局有助于重庆打造国家重要集成电路产业基地,促进重庆电子信息产业从笔电基地到“芯屏器核”智能终端的全产业生态链布局。
l 贵阳。与美国高通公司合作成立合资企业——贵州华芯通半导体技术有限公司。这次合作是一个崭新的开始,贵安新区对未来发展充满了信心,将以此为契机,建成集成电路产业园,以良好的条件吸引国内外上下游企业入驻,促进集成电路产业的发展。
l 合肥。龙芯国产计算机产业园项目已正式签约,龙芯国产计算机产业园项目将依托“龙芯”CPU和“龙芯”服务器自主创新技术,进行高性能国产计算机产业联合开发。“龙芯”享誉国内外的计算速度,在告诉处理计算领域的影响力是不言而喻的。
中国主要集成电路产业园分部图
在大基金的刺激下,中国投入了轰轰烈烈的半导体行业大潮,抛开摩尔定律的瓶颈,深度学习、云计算、类脑芯片、人工智能....... 希望在集成电路产业激烈竞争的洪流中,中国企业不会迷失自己,站稳脚跟,终将获得一席之地。
来源:Robei