極端的兩面性:FPGA芯片發展道路上,總有博弈發生!
搭建橋梁,如今持續敏感
從廣義定義上看,SDR就是通訊的物理層可以通過軟件去定義一部分或者全部通過軟件定義;從應用上看,基本所有的商用基站包括終端都是SDR的設備,這些系統中包含通用FPGA,可以對物理層做相關的更改。
在5G的原型化階段,毫米波通道探測、Massive MIMO、超高密度網絡,以及多載波濾波等關鍵技術的驗證面臨巨大的挑戰,這需要在測試設備上做出快速相應協議的變化,推出可以靈活擴展通道數量,自定義測試IP,靈活覆蓋射頻頻段的需求。
SDR技術中的DSP和FPGA具有可編程性,可以為5G技術驗證帶來極大的靈活性。
SDR在手機上的成功應用,也意味著一個無線新時代的到來。SDR正在逐步應用到更多的產品和領域,芯片技術的發展是SDR技術發展的推動力。
SDR可以支持無限量的通訊協議和多媒體應用,這得益于SDR芯片的計算能力;物聯網、5G等網絡的發展會給SDR帶來新的發展空間。

FPGA給SDR應用搭建了橋梁,FPGA利用并行硬件的優勢來完成一些高密度處理功能(如DDC),利用可編程優勢適應DSP的一些解碼和分析功能。雖然這些優勢以增加功耗和成本為代價,但是這些對于器件的性能來說往往是次要的。
但是SDR技術的實施方式存在分歧,商業供應商開發了經濟高效的解決方案,如今地球上的每個基站都有SDR技術。
另一方面,在國防界,SDR是由大型國防承包商建造的,他們用有利可圖的傳統產品線來建造。
其結果是基于FPGA的無線電產品價格非常高,以至于美國部分國防市場對使用FPGA產生了持續的過敏反應。

速度成本的博弈,布局和布線成障礙
FPGA沒有標準、開源、友好的編程模型,因此對于在所有FPGA芯片上均可工作或易于交叉編譯的FPGA程序,也沒有標準的市場。
數據中心中新CPU和FPGA進入的主要障礙不僅在于速度和成本,還在于所有可能的I/O設備的軟件和驅動程序的可用性。
在數據中心使用FPGA時,目前的主要障礙是布局和布線。運行專有FPGA供應商軟件將電路映射到FPGA元件所花費的時間,在大型FPGA和高速CPU服務器上,布局和布線需要長達三天,而且即使在使用三天后,很多軟件仍無法解決映射問題。
盡管如此,FPGA仍然是一種快速進入市場的方式,是獲得競爭優勢的簡單方法以及在許多關鍵任務情況下必不可少的技術。盡管與ASIC相比,芯片價格昂貴。
然而,在與CPU或GPU上運行軟件相比,在HPC和數據中心中,FPGA的運營成本大大降低。
與CPU和GPU相比,所需的FPGA更少,所需的冷卻也更少。

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