鏈接：https://pan.baidu.com/s/1WGYgTSGzZ8ufuWlh8gowZQ?pwd=pyxx?

提取碼：pyxx

FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列) 是一款特殊的半導(dǎo)體器件, 它在制造出來后仍然能夠被

任意修改電路結(jié)構(gòu), 以適應(yīng)不同應(yīng)用的需要。 相比于其他種類的芯片,FPGA 具有極強(qiáng)的

靈活性, 同時(shí)在性能、功耗和開發(fā)成本等方面達(dá)到了出色的平衡。 因此 FPGA 被廣泛應(yīng)

用在電信、工業(yè)控制、高性能計(jì)算等多個(gè)領(lǐng)域。

本書詳細(xì)梳理和分析了FPGA 在大數(shù)據(jù)和人工智能時(shí)代的新技術(shù)、 開發(fā)的新方法,

以及FPGA 在異構(gòu)計(jì)算時(shí)代的新趨勢和新方向, 并重點(diǎn)討論了FPGA 的主要技術(shù)特點(diǎn)。

本書致力于向業(yè)界決策人士提供 FPGA 的先進(jìn)理念與有價(jià)值的實(shí)踐模式, 促進(jìn)大

數(shù)據(jù)、 人工智能等新興技術(shù)與各行業(yè)的深度融合提升。 同時(shí)也為 FPGA 從業(yè)人員在處理

實(shí)際工程技術(shù)問題時(shí), 提供系統(tǒng)的方案和有價(jià)值的參考。 此外, 本書對(duì)學(xué)界、 企業(yè)界和社

會(huì)中的非專業(yè)人員或技術(shù)愛好者了解FPGA 的先進(jìn)理念和知識(shí), 也有很大的參考價(jià)值。

作者簡介

石侃，博士畢業(yè)于倫敦帝國理工學(xué)院電子工程系，現(xiàn)就職于英特爾公司，擔(dān)任FPGA研發(fā)工程師，兼任英特爾研究院的研究科學(xué)家。他深耕于FPGA的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)加速、網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化、高速有線網(wǎng)絡(luò)通信等領(lǐng)域的研發(fā)和創(chuàng)新工作。

在學(xué)術(shù)界，他曾經(jīng)針對(duì)FPGA、近似計(jì)算、計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)等技術(shù)和領(lǐng)域，在DAC、FCCM、FPT、ISCAS、TRETS、TVLSI等多個(gè)國際頂級(jí)會(huì)議和期刊上發(fā)表過研究論文，并兩次獲得歐盟HiPEAC論文獎(jiǎng)。

是微信公眾號(hào)“老石談芯”的主理人，已發(fā)表70余篇原創(chuàng)文章，以及數(shù)十條原創(chuàng)視頻內(nèi)容，深受讀者好評(píng)，B站關(guān)注人數(shù)超過10萬，全網(wǎng)關(guān)注人數(shù)超過25萬，全網(wǎng)累計(jì)視頻播放量達(dá)數(shù)百萬。

目錄

目錄

第1章延續(xù)摩爾定律——FPGA的架構(gòu)革新

1．1什么是FPGA

1．2從無到有，從小到大，從大到強(qiáng)——FPGA發(fā)展的

三個(gè)階段

1．2．1發(fā)明階段： 歷史的必然

1．2．2擴(kuò)張階段： 設(shè)計(jì)自動(dòng)化的興起

1．2．3累積階段： 復(fù)雜片上系統(tǒng)的形成

1．3超越維度的限制——3D FPGA

1．3．1賽靈思堆疊硅片互聯(lián)(SSI)技術(shù)

1．3．2SSI技術(shù)的主要缺點(diǎn)

1．3．3SSI技術(shù)小結(jié)

1．3．4英特爾EMIB技術(shù)

1．3．5基于EMIB技術(shù)的異構(gòu)FPGA的潛在問題

1．3．6EMIB技術(shù)小結(jié)

1．4突破集成度的邊界——從FPGA到ACAP

1．4．1ACAP概述

1．4．2芯片架構(gòu)： 在傳統(tǒng)中變革

1．4．3CLB微結(jié)構(gòu)： 翻天覆地

1．4．4第四代SSI技術(shù)： 3D FPGA的

進(jìn)一步優(yōu)化

1．4．5片上網(wǎng)絡(luò)： 高帶寬數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜吕?/p>

1．5靈活與敏捷共存——英特爾Agilex FPGA

1．5．1英特爾10nm工藝能否后發(fā)制人

1．5．2全新的芯片布局與微架構(gòu)優(yōu)化

1．5．3CXL： CPU與FPGA互連的終極方案

1．5．4可變精度DSP： 全力支持AI應(yīng)用

1．5．5增強(qiáng)版HyperFlex架構(gòu)

1．5．6oneAPI： 英特爾的雄心

1．6本章小結(jié)

第2章?lián)肀Т髷?shù)據(jù)洪流——云中的FPGA

2．1第一個(gè)吃螃蟹的人——微軟Catapult項(xiàng)目

2．1．1Catapult項(xiàng)目的產(chǎn)生背景

2．1．2在數(shù)據(jù)中心里部署硬件加速單元的

考慮因素

2．1．3幾類硬件加速模塊的對(duì)比

2．1．4Catapult項(xiàng)目的三個(gè)階段

2．1．5微軟Catapult項(xiàng)目小結(jié)

2．2FPGA即服務(wù)(FPGA as a Service)

2．2．1亞馬遜AWSF1實(shí)例： FPGA云服務(wù)的

首次嘗試

2．2．2AWS FPGA云服務(wù)的技術(shù)概述

2．2．3其他公有云提供商的FPGA加速服務(wù)

2．3下一代電信網(wǎng)絡(luò)： SDN、NFV與FPGA

2．3．1網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)與軟件定義

網(wǎng)絡(luò)(SDN)的意義

2．3．2使用FPGA加速虛擬網(wǎng)絡(luò)功能的實(shí)現(xiàn)

2．4系統(tǒng)級(jí)解決方案： FPGA加速卡

2．4．1FPGA應(yīng)用方案的轉(zhuǎn)型

2．4．2英特爾的FPGA加速卡布局

2．4．3賽靈思的FPGA加速卡布局

2．4．4第三方FPGA加速卡

2．5虛擬與現(xiàn)實(shí)之間——FPGA虛擬化

2．5．1為什么要進(jìn)行FPGA虛擬化

2．5．2FPGA虛擬化的主要目標(biāo)

2．5．3FPGA虛擬化的層次劃分

2．5．4常見的FPGA虛擬化實(shí)現(xiàn)方法

2．5．5FPGA虛擬化的未來研究方向

2．6本章小結(jié)

第3章FPGA在人工智能時(shí)代的獨(dú)特優(yōu)勢

3．1實(shí)時(shí)AI處理： 微軟腦波項(xiàng)目

3．1．1FPGA資源池化的主要優(yōu)點(diǎn)

3．1．2腦波項(xiàng)目系統(tǒng)架構(gòu)

3．1．3腦波項(xiàng)目的性能分析

3．2AI加速引擎： FPGA與深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的近似

算法

3．2．1使用低精度定點(diǎn)數(shù)代替浮點(diǎn)數(shù)

3．2．2網(wǎng)絡(luò)剪枝

3．2．3深度壓縮

3．3下一個(gè)Big Thing： FPGA公司在AI時(shí)代的布局

3．3．1賽靈思

3．3．2英特爾

3．3．3Achronix

3．4路在何方： FPGA在AI時(shí)代未來的發(fā)展方向

3．5本章小結(jié)

第4章更簡單也更復(fù)雜——FPGA開發(fā)的新方法

4．1難上加難： 現(xiàn)代FPGA開發(fā)的痛點(diǎn)

4．2讓軟件工程師開發(fā)FPGA——高層次綜合

4．2．1FPGA高層次綜合的前世今生

4．2．2高層次綜合的主要工作原理：

以AutoPilot為例

4．2．3高層次綜合工具常用的優(yōu)化方法

4．2．4高層次綜合的發(fā)展前景

4．3商業(yè)級(jí)開源開發(fā)工具： 賽靈思Vitis

4．4一個(gè)晶體管也不能少： 英特爾oneAPI

4．5本章小結(jié)

第5章站在巨人的肩上——FPGA發(fā)展的新趨勢

5．1百花齊放、百家爭鳴： FPGA學(xué)術(shù)研究概況

5．1．1多倫多大學(xué)

5．1．2加州大學(xué)洛杉磯分校(UCLA)

5．1．3帝國理工學(xué)院

5．1．4清華大學(xué)

5．1．5FPGA領(lǐng)域的主要學(xué)術(shù)會(huì)議

5．2FPGA 20年最有影響力的25項(xiàng)研究成果

5．2．1FPGA系統(tǒng)架構(gòu)篇

5．2．2FPGA微架構(gòu)篇

5．2．3FPGA布局布線算法篇

5．2．4其他EDA/CAD算法篇

5．2．5FPGA應(yīng)用篇

5．3這是最好的時(shí)代——FPGA未來的發(fā)展方向

5．4本章小結(jié)

查看全部↓

前言/序言

前言

2011年，我正式踏入學(xué)術(shù)界，從事和FPGA相關(guān)的學(xué)術(shù)研究，2015年進(jìn)入工業(yè)界，繼續(xù)做FPGA的工程研發(fā)工作。直到今天，已入行十年時(shí)間了。

在這十年間，我親眼見證了FPGA這個(gè)特殊的半導(dǎo)體芯片是如何在人工智能時(shí)代取得飛速發(fā)展的。除了它的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域之外，F(xiàn)PGA在云數(shù)據(jù)中心、人工智能、高速網(wǎng)絡(luò)處理、金融科技、數(shù)字醫(yī)療等多個(gè)行業(yè)里又開辟了很多嶄新的應(yīng)用，并逐步成為了這些領(lǐng)域中不可或缺的關(guān)鍵單元。在這場不為大多數(shù)人所知的技術(shù)變革里，我也有幸參與其中，并且完成了一些關(guān)鍵工程項(xiàng)目的研發(fā)工作。

我們既要低頭拉車，又應(yīng)抬頭看路。一直以來，我都在尋找這樣一類書籍——能對(duì)FPGA技術(shù)本身及其未來的發(fā)展進(jìn)行探討和總結(jié)。因?yàn)檫@能幫助大家明確一些很重要的“動(dòng)機(jī)”，例如為什么要學(xué)習(xí)FPGA，從事這個(gè)行業(yè)的前景怎樣。更重要的是，如何通過分析FPGA的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀，來分析和解答前面的這些問題，并且得到一個(gè)比較完整的思維方式和體系。我相信，很多學(xué)習(xí)FPGA或者從事FPGA行業(yè)的朋友也在尋找這些問題的答案。