詳解FPGA：人工智能時代的驅動引擎

目錄
第1章延續(xù)摩爾定律——FPGA的架構革新

1．1什么是FPGA

1．2從無到有，從小到大，從大到強——FPGA發(fā)展的
三個階段

1．2．1發(fā)明階段： 歷史的必然

1．2．2擴張階段： 設計自動化的興起

1．2．3累積階段： 復雜片上系統(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

1．3．2SSI技術的主要缺點

1．3．3SSI技術小結

1．3．4英特爾EMIB技術

1．3．5基于EMIB技術的異構FPGA的潛在問題

1．3．6EMIB技術小結

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： 在傳統(tǒng)中變革

1．4．3CLB微結構： 翻天覆地

1．4．4第四代SSI技術： 3D FPGA的
進一步優(yōu)化

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

1．5．5增強版HyperFlex架構

1．5．6oneAPI： 英特爾的雄心

1．6本章小結

第2章?lián)肀Т髷?shù)據(jù)洪流——云中的FPGA

2．1第一個吃螃蟹的人——微軟Catapult項目

2．1．1Catapult項目的產(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比

2．1．4Catapult項目的三個階段





2．1．5微軟Catapult項目小結

2．2FPGA即服務(FPGA as a Service)

2．2．1亞馬遜AWSF1實例： FPGA云服務的
首次嘗試

2．2．2AWS FPGA云服務的技術概述

2．2．3其他公有云提供商的FPGA加速服務

2．3下一代電信網(wǎng)絡： SDN、NFV與FPGA

2．3．1網(wǎng)絡功能虛擬化(NFV)與軟件定義
網(wǎng)絡(SDN)的意義

2．3．2使用FPGA加速虛擬網(wǎng)絡功能的實現(xiàn)

2．4系統(tǒng)級解決方案： FPGA加速卡

2．4．1FPGA應用方案的轉型

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)實之間——FPGA虛擬化

2．5．1為什么要進行FPGA虛擬化

2．5．2FPGA虛擬化的主要目標

2．5．3FPGA虛擬化的層次劃分

2．5．4常見的FPGA虛擬化實現(xiàn)方法

2．5．5FPGA虛擬化的未來研究方向

2．6本章小結

第3章FPGA在人工智能時代的獨特優(yōu)勢

3．1實時AI處理： 微軟腦波項目

3．1．1FPGA資源池化的主要優(yōu)點

3．1．2腦波項目系統(tǒng)架構

3．1．3腦波項目的性能分析

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

3．2．1使用低精度定點數(shù)代替浮點數(shù)

3．2．2網(wǎng)絡剪枝

3．2．3深度壓縮

3．3下一個Big Thing： FPGA公司在AI時代的布局

3．3．1賽靈思

3．3．2英特爾

3．3．3Achronix

3．4路在何方： FPGA在AI時代未來的發(fā)展方向

3．5本章小結

第4章更簡單也更復雜——FPGA開發(fā)的新方法

4．1難上加難： 現(xiàn)代FPGA開發(fā)的痛點

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)級開源開發(fā)工具： 賽靈思Vitis

4．4一個晶體管也不能少： 英特爾oneAPI

4．5本章小結

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學術研究概況

5．1．1多倫多大學

5．1．2加州大學洛杉磯分校(UCLA)

5．1．3帝國理工學院

5．1．4清華大學

5．1．5FPGA領域的主要學術會議

5．2FPGA 20年最有影響力的25項研究成果

5．2．1FPGA系統(tǒng)架構篇

5．2．2FPGA微架構篇

5．2．3FPGA布局布線算法篇

5．2．4其他EDA/CAD算法篇

5．2．5FPGA應用篇

5．3這是最好的時代——FPGA未來的發(fā)展方向

5．4本章小結