1985年，一顆名為XC2064的芯片悄然問世。在當(dāng)時(shí)看來，它并不起眼，甚至被視作“浪費(fèi)晶體管”的設(shè)計(jì)。但正是這顆芯片，開啟了FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）商用化的時(shí)代，也為半導(dǎo)體行業(yè)埋下了深遠(yuǎn)變革的種子。

這顆由Xilinx聯(lián)合創(chuàng)始人Ross Freeman設(shè)計(jì)的芯片，內(nèi)部布滿了大量未固定連接的邏輯單元，用戶可以通過軟件重新配置其功能。Freeman認(rèn)為，隨著晶體管成本下降，這種“靈活性優(yōu)先”的架構(gòu)將大有可為。事實(shí)證明，他的判斷極具前瞻性。

四十年演進(jìn)：從邊緣走向核心

如今，F(xiàn)PGA已走過40年商用歷程，市場(chǎng)規(guī)模超過百億美元，并持續(xù)以近10%的年復(fù)合增長(zhǎng)率擴(kuò)張。據(jù)Yole Group預(yù)測(cè)，到2029年，F(xiàn)PGA市場(chǎng)將達(dá)到154億美元，廣泛應(yīng)用于通信、工業(yè)控制、汽車電子、數(shù)據(jù)中心、AI加速等多個(gè)高增長(zhǎng)領(lǐng)域。

AMD產(chǎn)品、軟件與解決方案副總裁Kirk Saban在接受采訪時(shí)表示：“FPGA的獨(dú)特價(jià)值在于它的自適應(yīng)性——不僅可以在不同功耗、尺寸和性能之間靈活調(diào)整，還能滿足對(duì)實(shí)時(shí)性和低延遲有嚴(yán)格要求的AI任務(wù)。”

他特別指出，在邊緣計(jì)算場(chǎng)景中，如自動(dòng)駕駛、機(jī)器人、智能工廠等應(yīng)用，F(xiàn)PGA因其低時(shí)延、高能效比和可重構(gòu)特性，成為部署AI推理的理想平臺(tái)。

改變行業(yè)的力量

FPGA不僅改變了硬件設(shè)計(jì)的方式，也重塑了整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)格局。它首次讓工程師無需流片即可“定制芯片”，極大縮短了開發(fā)周期，降低了進(jìn)入門檻。這一特性催生了“無晶圓廠”模式，推動(dòng)了硬件創(chuàng)新的民主化。

正如AMD在其發(fā)布的回顧文章中所言：“FPGA讓硬件變得像軟件一樣靈活，使開發(fā)者能夠在制造完成后仍能修改芯片功能。這種能力徹底改變了芯片設(shè)計(jì)流程。”

此外，F(xiàn)PGA還促成了多個(gè)新興領(lǐng)域的技術(shù)突破，包括5G基站、衛(wèi)星通信、醫(yī)療成像、高頻交易系統(tǒng)等，成為現(xiàn)代數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施不可或缺的一部分。

面向AI未來：FPGA的“主場(chǎng)時(shí)刻”

隨著邊緣AI的發(fā)展，F(xiàn)PGA正迎來新的高光時(shí)刻。Kirk Saban強(qiáng)調(diào)，無論是傳感器數(shù)據(jù)融合、圖像識(shí)別，還是復(fù)雜決策模型，F(xiàn)PGA都能提供高度定制化的處理能力。

“在邊緣側(cè)，當(dāng)需要大量攝像頭、雷達(dá)或激光雷達(dá)輸入時(shí)，F(xiàn)PGA可以高效完成這些數(shù)據(jù)的預(yù)處理和特征提取。”他說，“而在數(shù)據(jù)中心，F(xiàn)PGA早已作為AI推理加速器廣泛部署，特別是在對(duì)吞吐量和時(shí)延敏感的場(chǎng)景中表現(xiàn)優(yōu)異。”

AMD也在持續(xù)推動(dòng)FPGA的易用性革新，推出Vivado和Vitis等開發(fā)工具鏈，降低對(duì)HDL語言的依賴，讓更多軟件開發(fā)者也能快速上手。

展望未來：不止于AI

展望下一個(gè)十年，AMD認(rèn)為，F(xiàn)PGA將在更多前沿領(lǐng)域發(fā)揮作用：

自動(dòng)駕駛：支持ADAS到L4/L5級(jí)自動(dòng)駕駛的數(shù)據(jù)處理；

6G通信：實(shí)現(xiàn)高速無線信號(hào)處理和波束成形；

智能制造：構(gòu)建靈活的工業(yè)控制系統(tǒng)；

太空探索：在極端環(huán)境下提供高可靠計(jì)算；

藥物研發(fā)與氣候建模：賦能高性能科學(xué)計(jì)算。

憑借其強(qiáng)大的自適應(yīng)能力和廣泛的生態(tài)支持，F(xiàn)PGA正在從一種“特種武器”轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄓ糜?jì)算平臺(tái)的重要一環(huán)。在這個(gè)算力需求爆發(fā)的時(shí)代，F(xiàn)PGA或許才剛剛開始展現(xiàn)它的真正潛力。

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