在半導體行業的浩瀚星空中，FPGA（現場可編程門陣列）雖不似CPU、GPU那般星光熠熠，卻以其獨特的魅力，悄然照亮了一片獨特的天地。這項并不為大眾所熟知的技術，實則已經走過了四十年的風雨歷程，不僅徹底重塑了半導體芯片設計與應用的格局，還催生了一個價值超百億美元的龐大產業。
FPGA，這一源于可編程陣列邏輯、通用陣列邏輯及可擦除可編程邏輯器件等半導體器件的技術，是一種功能強大的可編程邏輯芯片。它如同一塊數字電路領域的“萬能積木”，開發者可以根據需求對其進行任意編程，實現豐富多樣的邏輯處理功能。作為ASIC（專用集成電路）的半定制電路，FPGA既彌補了定制電路的靈活性不足，又克服了傳統可編程器件門電路數有限的局限，憑借其高集成度、強大邏輯功能和高度靈活性，成為了設計數字電路或系統的優選之一。
FPGA內核圖示例
回望歷史，1985年6月，賽靈思公司推出了世界上第一款FPGA產品——XC2064，這一里程碑式的發明，源自賽靈思聯合創始人、電氣工程師Ross Freeman的智慧火花。四十年來，FPGA已累計出貨超過三十億顆，廣泛應用于半導體、通信、交通、金融、工業、醫療、機器人、無人機、數據中心、航空航天等眾多領域，見證了半導體行業的滄桑巨變與人類科技的飛速發展。
在這四十年的歷程中，FPGA的晶體管數量從最初的8.5萬個飆升至1380億個，邏輯單元從64個增長到1850萬個，I/O塊也從58個增加到2654個，其功能愈發強大，應用愈發廣泛。如今，FPGA領域的主要品牌包括賽靈思（已被AMD收購）、Altera（曾歸Intel所有，后又被賣出）、Lattice、Actel（歷經Microsemi、Microchip兩次收購）以及Achronix等。
AMD產品、軟件和解決方案公司副總裁Kirk Saban，一位在FPGA領域深耕超過二十五年的資深專家，分享了FPGA在當下AI浪潮中的獨特價值與未來走向。他認為，在數據中心領域，FPGA以其關鍵的應用價值，尤其是在需要加速的應用場景中，展現出了無可比擬的優勢。AMD正致力于開發適用于FPGA的AI編譯器等軟件技術，通過多樣化的投資與并購，不斷打磨和增強AI軟件生態系統，以充分釋放FPGA的硬件潛能。
在AI時代，FPGA最適合的應用場景莫過于邊緣側，尤其是在需要實時處理、實時決策、零延遲的業務場景中。FPGA的自適應性極強，能夠滿足不同尺寸、功耗、價格和性能需求，因此在AI領域的眾多應用中，FPGA都能大顯身手，包括一些重要的基礎設施AI應用。例如，在邊緣側存在大量傳感器、攝像頭等設備時，FPGA技術能夠實時進行數據的低時延處理，加速邊緣端AI推理。
面對邊緣側越來越多的小語言模型和多模態模型的出現，AMD正在打造一個一體化的軟件框架，使客戶能夠使用AMD的硬件訓練模型并進行推理部署。在此過程中，AMD Versal系列產品憑借其靈活的NPU和可編程邏輯塊，成為了理想的選擇。
展望未來，FPGA正步入新的發展階段，技術迭代涌現出諸多新趨勢，如進一步SoC化、LUT數量增加、chiplets多芯粒整合封裝以及ASIC原型測試與測量等。AMD憑借其悠久的歷史和成熟經驗，正不斷將新技術導入FPGA產品，助推其未來發展。同時，隨著先進半導體節點成本的快速下降，AMD FPGA產品也在不遺余力地研發基于最新工藝節點的新產品，未來不久，我們將見證這些基于芯粒技術的新品問世。
FPGA，這項嵌入在全世界各種應用中的技術，雖不為大眾所熟知，卻以其不可或缺的重要性和勃勃生機，在AI時代繼續發揮著獨特的作用，推動著各種應用和創新的發展。FPGA的未來，依舊光明璀璨，AMD FPGA的未來，同樣值得期待。
