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近日,由经济日报社、廊坊市人民政府共同主办的“2020数字经济大会”在河北省廊坊市成功举办。会议围绕“数智赋能产业 创新引领未来”主题,代表们发表了深知灼见,并进行深入交流。

中科亿海微总裁魏育成博士受邀参加本次会议,并做了“异构计算促进国产高端通用芯片的协同发展”主题演讲。

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集成电路芯片有“工业粮食”之称,高端通用芯片更是支撑这些行业发展的核心基础,尤其在一些涉及国家信息安全的关键领域,作用不可替代。集成电路技术顶峰的几大高端通用芯片包括: CPU(Central Processing Unit-中央处理器)、GPU(Graphics Processing Unit-图形处理器)、DSP(Digital Signal Processing数字信号处理器)、FPGA(Field Programmable Gate Arrays现场可编程逻辑门阵列)和 Memory(存储器)。中国近几年每年进口集成电路芯片超过2000亿美元,2018年甚至突破 3000 亿美元,是中国最大宗的外汇进口商品,然而中国高端通用芯片的自给率不到 10%。

摩尔定律到今天为止,基本上准确预测了半导体行业的发展节奏。此前摩尔定律几乎每年都会推动微处理器的性能提升50%,而半导体的物理学限制却让其放慢了脚步。如今,CPU的性能每年只能提升10%左右。当单一芯片发展遇到瓶颈时,横向的发展就变得更加重要,拓展多种芯片可以将自己的市场快速扩大,现在已经成为芯片厂商的主流发展方向。利用异构并行计算,把任务分发给不同架构的硬件计算单元(CPU、GPU、FPGA等)运行。以软件来最大程度充分发挥硬件性能和屏蔽硬件差异。

FPGA技术是1984由美国公司发明,通过现场对芯片进行硬件编程来实现不同的电路功能,被誉为“液态硬件”,是一类有特色的核心通用逻辑处理芯片。被广泛应用于通信设备、网络交换、工业控制、金融设备、安防监控、视频驱动、医疗仪器、汽车电子、航空航天等各个产业领域。随着人工智能AI、大数据、5G等新兴市场应用需求的日益细分和大力发展,以新型CPU+GPU、CPU+FPGA、GPU+FPGA、固化深度学习算法的人工智能专有芯片的混合计算架构逐渐取代传统单一计算模式的架构,成为集成电路领域应用发展的主流方向之一。通过CPU+FPGA的融合设计,由主机+外设的Offloading模式转变为异构多核片上系统设计,协同发展,提升性能。OpenCL编程提高了FPGA的可编程性,程序员更专注于系统/算法的设计,软硬一体,激发性能。

突破制约我国高质量发展的集成电路瓶问题,要重视通用芯片研发,在单项上实现自主可控;通过异构计算,综合软硬一体,发挥整体效力。中科亿海微是国内基于国产先进工艺正向FPGA芯片设计的企业,从“软硬件设计、流片、封装、测试”全流程境内自主可控。目前可为用户提供FPGA + CPU控制架构可编程处理平台设计方案,可满足用户对复杂嵌入式系统的高性能、低功耗和高灵活性要求。公司经过十多年的技术研发积累,完成了从技术到产品、填补了中国 FPGA 技术空白。把握规律、吃透技术、集智攻关、久久为功,公司在发展中寻求创新,形成有特色的国产FPGA芯片。

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