FPGA (Field Programmable Gate Array),现场可编程门阵列,通俗点说,就是可编程的芯片。FPGA由预先设置好的基本逻辑单元及布线资源组成。用户可以通过配置这些逻辑单元来实现自定义的复杂功能。FPGA可并行处理,在一个时钟周期内可同时处理成千上万个指令。另外,FPGA具有可重复编程性,如果设计有任何改动,可以通过重新配置逻辑单元来实现。

 

FPGA与ASIC的比较

      ASIC (Application Specific Integrated Circuit),专用集成电路,是完全定制化芯片,从前端电路设计到后端布线封装流片需要很高的开发投入。由于ASIC的完全定制化设计,在性能和功耗上都优于FPGA。但是ASIC不具有可反复编程性,任何改动都要重新走设计到流片的流程。与之对于,FPGA兼容了硬件电路的速度及稳定性和软件的重复快速可编程性。技术上来说,FPGA与ASIC目前都相对成熟,且被广泛应用。主要比较如图1所示。

图1:FPGA与ASIC比较

 

FPGA与GPU的比较

      GPU(Graphics Processing Unit),图形处理器,是专门进行图像运算工作的处理器。简单的说,由于FPGA和GPU设计初衷及内部结构的不同,导致它们分别擅长的领域不一样。GPU擅长于浮点运算,FPGA更擅长于并行定点运算。根据BERTEN Digital Signal Processing发布的GPU vs FPGA性能比较的白皮书,FPGA在延迟,接口及功耗上领先GPU,而GPU在浮点运算,运算成本及开发难易度上领先FPGA。

图3:GPU与FPGA的比较[1]

 

      通过FPGA与ASIC,GPU的比较,我们可以看出FPGA胜在灵活可定制,及延迟低的高效处理。这恰好契合现代网络应用上需求多变及对延迟敏感的特点。锐文科技专注于针对网络及协议的FPGA定制开发,其自主研发的基于FPGA的智能网卡,充分利用FPGA的优点,卸载CPU的网络负荷,支持P4,SDN,提升网络灵活性,为网络加速。

 

[1]BERTEN Digital Signal Processing“White Paper: GPU vs FPGA Performance Comparison”,2016

 

 


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