2019年12月，第3屆賽靈思開發者大會（XDF）亞洲站在北京盛大舉行，賽靈思總裁兼CEO（首席執行官）Victor Peng稱三大戰略成效顯著，例如數據中心業務，在2019年9月結束的最新的一個季度，業務同比增長24%；核心業務之一的汽車業，在ADAS領域出貨超6700萬片；平臺轉型方面，硬件的Versal（采用自適應計算架構）樣片已經推出，并出爐了4款Alveo加速器卡；軟件方面祭出了統一開發平臺Vitis。

數據中心的發展趨勢是什么？賽靈思的芯片、加速卡和軟件是如何應對千變萬化的創新應用的？

Victor Peng稱，賽靈思的目標是“打造靈活應變、萬物智能世界”。為此，公司有三大戰略：①數據中心優先；②加速核心市場發展；③驅動自適應計算。歸根結蒂，三大戰略都是讓更多的軟件和硬件開發者能使用并受益于賽靈思強大的自適應平臺。

1 數據中心迎來顛覆性變革

爆炸性增長的數據帶來了數據中心顛覆性的變革：需要高吞吐量的性能，極低的延時，同時要面對摩爾定律消亡帶來的性能提升瓶頸。圖靈獎得主John Hennessy 和Dave Patterson 最近都提到，架構創新已經進入到了一個新的黃金時代。因為傳統架構對于現在的任務應用已經應付不了，行業亟需架構的創新。為此，賽靈思的產品和平臺在領域特定結構、異構計算加速、近網絡計算和近存儲數據方面實現了創新。

賽靈思的數據中心業務發展強勁，在2019年9月結束的最新的一個季度，業務同比增長24%，季度增長92%。實際上，賽靈思在數據中心的量產部署還處于非常早期的階段，這種增長反映了自適應計算優勢的開啟。

1.1 打造生態系統

賽靈思的生態系統發展很快，主要的OEM（原廠）像戴爾、HP、浪潮等已經建立基于賽靈思Alveo加速器卡的系統了，還有業界領先的經銷商也已經加入賽靈思的生態系統，例如Clolfax, Ingram。在軟件生態系統方面，有越來越多的做視頻、數據分析、機器學習、生命科學、金融等的獨立軟件提供商（ISV）與賽靈思合作。目前，賽靈思已經培訓工業界及學術界7千多名開發人員，約有800多個加速器合作伙伴，而且有95個發布的應用。

1.2 加速計算、存儲、網絡

從計算加速和傳統CPU比較的例子可見，傳統的數據中心服務器有1個CPU連接網絡，通過NIC（網絡接口控制器）和PCIe連接到存儲設備。而當CPU 擁有賽靈思FPGA，以及很快即將推出的賽靈思Versal ACAP（自適應計算加速平臺）的加速，將會實現速度的巨大提升（如下圖）。

例如生命科學公司lllumina，它在基因組分析應用上提速了90倍。Aupera公司每單元每瓦特的性能提升了33倍，換句話，1個Aupera產品相當于30多個服務器。

然而，計算加速并不是賽靈思在數據中心唯一發揮作用的地方。在存儲加速領域，賽靈思也在廣泛部署，已經和IBM、美光、三星等開展了合作，部署加速存儲和計算存儲，從而可以實現數據在最近的地方處理。眾所周知，很多地方的數據增長是呈指數級的，存儲和搜索的響應是非常關鍵的，賽靈思的產品也可以加速。具體地，可以加速壓縮/解壓縮、解密。賽靈思單一的加速器可以把加速性能提升4倍（如下圖），而且是非常線性的。

另外，賽靈思也提供網絡加速（如下圖），例如在SmartNIC行業剛剛開始采用網絡加速的領域。SmartNIC可以通過移除惡意數據包提供更好的安全性，并通過將網絡堆棧從CPU卸載到SmartNIC來加速數據包處理。這不僅打破了網絡性能瓶頸，而且縮短了CPU應用執行的周期，從而提高了TCO（總擁有成本）。

對于雙插槽DC（數據中心）服務器，使用基于賽靈思的智能網卡，數據吞吐量加快了3~6倍，CPU利用率提高了1.5倍。賽靈思芯片是軟硬件可編程的，因此可實現用1個開發板，定制化地滿足不同客戶部署的需求。

1.3 數據中心的未來：分布式自適應計算

數據中心的未來發展趨勢是什么？首先，業界對數據中心的需求是不斷增長的，這是不會改變的，分為公有云、私有云、混合云或企業等。其次，數據中心運營商們都想大幅提升數據集的利用率，提高高性能，并減少能耗，降低OPEX（資本性支出）/TCO。這可以通過可分解和可組合的方式實現，具體地，使用SmartNIC、固態硬盤和計算加速器將資源分解為單獨的CPU庫來實現，然后根據需要組合這些資源，以滿足任何工作負載的需要（如下圖）。

例如，如果控制和網絡密集型工作負載是基于CPU的，只要把更多資源分配給CPU就可以了。對于工作與計算為基礎的項目，例如AI網絡等，也可以給這種計算網絡分配更多資源。如果與技術分析比較相關的，也可以把這些資源分配給這種計算網絡。所以ACAP可以針對專用需求來分配更多的資源，以及你想要加速的相關數據集，ACAP就可以配置好，而且這是動態的，可以較高程度地來利用現有的技術，不管是CPU、存儲數據，還是加速器，ACAP都可以提升其性能。

ACAP有3大價值，①TCO方面，可動態優化工作負載，加速和提高加速器的高利用率。②延時低。③加速可以定制化，即用戶可以采用所有新的創新，諸如用神經元網絡（NN）優化，而不用添加新的部件/器件。

2 加速核心市場發展

除了數據中心，在眾多市場和廣泛應用領域，賽靈思的自適應器件都發揮作用：從挽救生命的醫療設備到自動駕駛等。

以汽車行業為例。賽靈思在汽車業有大量的創新，自動駕駛、ADAS等方面是有非常多的應用。十多年來，賽靈思在汽車業已出貨了1.7億片以上的器件。其中， ADAS 領域有6700萬片。賽靈思的質量和可靠性很高，眾多產品的ppm（百萬分之一）值很低。賽靈思擁有200家ADAS和自動駕駛客戶群，包括全球主要的Tier 1（一級供應商）、整車廠和初創企業。

賽靈思最近發布的ZU7和ZU11 Zynq UtraScale+產品符合汽車安全、質量和可靠性要求，滿足了在L2到L4自動駕駛車輛的功率限制范圍內對數據聚合、預處理和傳感器數據分布的需求。

來自中國本土的案例是北京的Pony.ai公司，其是自動駕駛的初創型企業，利用賽靈思的自適應產品進行傳感器融合，在汽車駕駛過程中可以處理相關數據，不僅能自行駕駛，還能了解周邊所有車所在的位置。

3 軟硬件的平臺轉型

從產生玻色子 （Higgs Boson）的科學設備，到把自動探測車發送到火星上的航天器，再到用人工智能（AI）發現并治療疾病的系統……，都離不開賽靈思產品的身影。實際上，除了數據中心和汽車等核心市場，賽靈思的產品也應用于萬花筒般的高科技市場。而服務于這些碎片化市場的策略，就是平臺化解決方案。

3.1 硬件平臺化

賽靈思在數年前就已經開始從器件向平臺公司的轉型戰略，為的是促進計算。

2018年Victor Peng掌舵后，有了兩大平臺化改進（如下圖）。

1）2018年宣布將研發7 nm架構及全新的產品系列Versal，Versal將采用自適應計算架構（ACAP）。2019年，Versal芯片已經開始在早期客戶中實現。

2）開發了加速器卡，并用于多個行業。例如2018年推出Alveo PCI加速器卡。迄今賽靈思一共有4大產品系列：U200，U250，U280 和U50。其中，U280集成了HBM 存儲，提供終極性能。U50集成了第2代HBM2，實現小型封裝的突破，是業界第1款半高半長、支持PCIe Gen 4的自適應加速器卡。

目前，賽靈思最先進的處理器芯片擁有360億晶體管的7 nm Versal ACAP，已發貨給客戶和合作伙伴了。同時賽靈思現在也有新的Versal PCIe通用開發板，都已經準備就位，可以使開發者以10倍速度開始構建和加速應用。

3.2 軟件平臺化

為了擁有一個完整的平臺，除了硬件搭建平臺外，也需要軟件的統一開發平臺，為此，賽靈思推出了Vitis。

但Vitis也不是一蹴而就的，早在2010年，賽靈思推出了硬件設計套件Vivado，奠定了開發堆棧的基礎。隨著芯片架構的每一波進展，賽靈思也在基于Vivado不斷增加新的功能，使之越來越以平臺為中心。第1代和第2代賽靈思Zynq SoC，由針對嵌入式開發人員（如嵌入式和SDSoC開發環境）的軟件提供支持。SDAccel是為數據中心部署而開發的。之后問世了加速AI推斷的工具包。在最近的2019年11月，賽靈思祭出了Vitis——用于從嵌入式終端設備到邊緣和云應用的統一開發環境。

Vitis可以支持異構架構，例如Zynq SoC和Versal ACAP，開發人員在開發軟件時利用自己所習慣的方式，在無需硬件專業知識的情況下就可獲得優化硬件的好處。

3.3 軟硬件平臺的搭配效果

硬件優化可以簡單到利用幾個關鍵的加速內核就可利用強大的特定領域體系結構（DSA）。Vitis配合賽靈思開發板后，可以免費下載。

評論

2018年初Victor Peng執掌賽靈思公司后，對賽靈思技術產品進行了重大改組，電子產品世界的記者認為，就像”大道至簡“一樣，賽靈思的軟件和硬件平臺化后，產品更加清晰簡潔、易于應用，其核心是ACAP（自適應計算平臺），以應對萬花筒般的創新。