最初只在特定設(shè)備使用的嵌入式系統(tǒng),受到物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 帶動(dòng)、加上商用在即的 5G 推波助瀾,霎時(shí)星途大開(kāi)。為加速終端應(yīng)用的落地,當(dāng)前嵌入式計(jì)算有以下七大發(fā)展趨勢(shì):
1. 為擴(kuò)大市場(chǎng),各式微控制器 (MCU)、微處理器 (MPU) 等基礎(chǔ)計(jì)算單元積極與應(yīng)用處理器 (AP) 整合做"異構(gòu)"計(jì)算;
2. 為簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā),新世代處理器力拼硬件、軟件開(kāi)發(fā)工具包 (SDK) 和內(nèi)核引擎一次到位,而固件是差異化關(guān)鍵;
3. 為提升效能,可集中資源、按需配置的"分布式內(nèi)存"成主流;
4. 為增強(qiáng)精度,現(xiàn)行通用處理器普遍可支持浮點(diǎn)計(jì)算單元 (FPU),但如果意在追求極致效率,定點(diǎn)仍具優(yōu)勢(shì);
5. 為優(yōu)化質(zhì)量,傳感器與 I/O 裝置接口支持不可少,MIPI 聯(lián)盟多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)已成標(biāo)配;
6. 為鞏固安全,硬件"安全可信任根"可降低網(wǎng)絡(luò)攻擊造成的數(shù)據(jù)風(fēng)險(xiǎn)和生產(chǎn)損失。
7. 為鏈接應(yīng)用,爭(zhēng)相與人工智能 (AI)/機(jī)器學(xué)習(xí) (ML) 掛勾,云端服務(wù)供貨商 (CSP) 成熱門(mén)合作伙伴。
當(dāng)特定應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品 (ASSP) 與專(zhuān)用芯片 (ASIC) 持續(xù)迭代之際,現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門(mén)陣列 (FPGA) 除了善用既有配置靈活特性,也沒(méi)錯(cuò)過(guò)上述風(fēng)潮;以老大哥賽靈思 (Xilinx) 為首,從驗(yàn)證工具、加速協(xié)作,轉(zhuǎn)具獨(dú)當(dāng)一面的氣場(chǎng)。最早提出 FPGA 概念的萊迪思半導(dǎo)體 (Lattice),日前亦公開(kāi)宣稱(chēng):其 FPGA 尺寸小、可支持并行處理和基于各類(lèi)傳感器的 AI 推論,是實(shí)現(xiàn)各類(lèi)低功耗網(wǎng)絡(luò)終端 AI 應(yīng)用的理想平臺(tái)——在 iCE40 UltraPlus 和 ECP5 FPGA 運(yùn)行增強(qiáng)版 sensAI 解決方案,可協(xié)助用戶(hù)為"毫瓦級(jí)"智能設(shè)備賦予 AI 和 ML 功能。
此次性能提升包括支持更為輕量化/高效的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) (NN) 模型以及更深度的量化,進(jìn)而可使用更復(fù)雜的模型來(lái)處理更高分辨率/畫(huà)面更新率的圖像;隨附的全新參考設(shè)計(jì)可快速創(chuàng)建常見(jiàn)的 AI 應(yīng)用,包括增強(qiáng)版關(guān)鍵詞檢測(cè)和人臉識(shí)別。志在發(fā)展"中國(guó)芯"FPGA 的新進(jìn)廠(chǎng)商高云半導(dǎo)體 (Gowin),亦發(fā)布 AI 邊緣計(jì)算方案——GoAI,強(qiáng)調(diào)較標(biāo)準(zhǔn) MPU 加速 78 倍,且設(shè)計(jì)流程可與目前 AI、NN 開(kāi)發(fā)框架完全融合;特別一提的是,他們旗下不同產(chǎn)品線(xiàn)兼采 Arm-based 和 RISC-V 架構(gòu),且內(nèi)建 Bluetooth 5 聯(lián)機(jī)功能的新家族即將問(wèn)市。
最后一個(gè)有趣議題是關(guān)于軟核 vs. 硬核,為因應(yīng) AI 算法的日新月異,不少整合開(kāi)發(fā)環(huán)境 (IDE) 皆訴諸"軟件定義芯片"(SDX) 概念,主張以軟件形式包裝 AI 引擎;但有別于軟核支持者,另一家 FPGA 供貨商 mixel 認(rèn)為硬核在處理效率與穩(wěn)定性略勝一籌。至于該怎么選擇?就看終端應(yīng)用的需求偏好了。