賽靈思推出了業(yè)界首款自適應(yīng)計(jì)算加速平臺(tái)Versal和加速器Alveo

10月16日，XDF（賽靈思開(kāi)發(fā)者大會(huì)）在北京國(guó)際飯店舉行。作為業(yè)界最權(quán)威、最具深度的FPGA交流大會(huì)之一，Xilinx把行業(yè)最頂尖的FPGA專家和企業(yè)匯聚一堂，集思廣益，分享和交流FPGA產(chǎn)品開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)與應(yīng)用方案。

Xilinx CEOVictor Peng 、華為IT智能計(jì)算業(yè)務(wù)副總裁張小華、阿里云FPGA異構(gòu)計(jì)算研發(fā)總監(jiān)張振祥等業(yè)內(nèi)領(lǐng)袖出席。同時(shí)，在會(huì)上，賽靈思推出了業(yè)界首款自適應(yīng)計(jì)算加速平臺(tái)Versal和加速器Alveo。

作為Xilinx在中國(guó)智能汽車電子領(lǐng)域唯一的Certified member，深圳市自行科技有限公司（簡(jiǎn)稱：自行科技）受邀參加，公司聯(lián)合創(chuàng)始人兼CTO諶璟博士在現(xiàn)場(chǎng)分享了“基于FPGA的計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)”的主題演講。諶璟博士結(jié)合其多年的深度學(xué)習(xí)與FPGA開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，從性能、成本、開(kāi)發(fā)難度等多個(gè)維度出發(fā)，提出一套系統(tǒng)化的FPGA深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化流程。

圖：自行科技聯(lián)合創(chuàng)始人兼CTO諶璟博士做主題演講

諶博認(rèn)為，CNN與FPGA的結(jié)合可以組合利用多種算法模塊，充分發(fā)揮FPGA在計(jì)算速度、功耗、成本等方面的優(yōu)勢(shì)，降低開(kāi)發(fā)難度與周期，減少開(kāi)發(fā)成本。但是CNN中存在大量冗余計(jì)算，因此如何在FPGA中實(shí)現(xiàn)CNN加速設(shè)計(jì)就尤為重要。

圖：諶璟博士演講獲得現(xiàn)場(chǎng)嘉賓觀眾好評(píng)

自行科技通過(guò)多年CNN與FPGA自主研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)發(fā)出業(yè)內(nèi)領(lǐng)先性價(jià)比的FPGA加速設(shè)計(jì)方案。會(huì)中，她表示，F(xiàn)PGA加速設(shè)計(jì)需要算法工程師和FPGA工程師共同參與。

一方面，通過(guò)剪枝壓縮、權(quán)值壓縮等方法對(duì)網(wǎng)絡(luò)壓縮算法進(jìn)行優(yōu)化，以減少網(wǎng)絡(luò)冗余計(jì)算，釋放可用資源。例如，我們可以僅僅將少數(shù)“重要”的卷積核量化為8bit權(quán)值，其余卷積核用1bit權(quán)值表示，構(gòu)造混合精度網(wǎng)絡(luò)，在確保網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)性能的基礎(chǔ)上大幅度提高計(jì)算效率。

另一方面，不同的FPGA架構(gòu)需要適配對(duì)應(yīng)的CNN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因此需要有針對(duì)性地進(jìn)行并行化和結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，讓計(jì)算模塊得到充分利用，避免大量計(jì)算資源閑置。同時(shí)，在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)還要充分利用FPGA片內(nèi)資源，避免DSP計(jì)算資源與邏輯資源的浪費(fèi)。

以SSD網(wǎng)絡(luò)為例，在不考慮其他操作帶來(lái)的時(shí)延（DDR時(shí)延、FSM狀態(tài)轉(zhuǎn)移時(shí)延~等）的情況下，Xilinx zynq7020在CNN計(jì)算幀率最高可達(dá)5.7fps；但是，自行科技通過(guò)權(quán)值壓縮、并行化設(shè)計(jì)等CNN網(wǎng)絡(luò)加速設(shè)計(jì)和算法優(yōu)化后，計(jì)算幀率提升了4-5倍，大大提高了芯片的運(yùn)行效率。

最后，諶博總結(jié)到：“FPGA與CNN的結(jié)合具備廣泛的應(yīng)用前景，但是在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中也需要我們不斷克服困難和挑戰(zhàn)。當(dāng)前FPGA平臺(tái)技術(shù)與工具不斷迭代更新，這就需要我們時(shí)刻關(guān)注世界最前沿的技術(shù)。今天我非常高興在現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)證了業(yè)界首款自適應(yīng)計(jì)算加速平臺(tái)Versal ACAP以及新一代FPGA加速器卡Alveo。這不僅可以加快公司軟硬件迭代創(chuàng)新進(jìn)程，還為我們探索更優(yōu)秀的FPGA加速方案提供了思路。未來(lái)，隨著CNN的計(jì)算量不斷上升，數(shù)據(jù)吞吐量也會(huì)顯著增大，這就需要不斷提高FPGA片內(nèi)BRAM資源利用效率，深入研究CNN模型壓縮算法，優(yōu)化基于FPGA的CNN框架，這也需要行業(yè)共同的努力！”

目前，該方案已經(jīng)成功應(yīng)用于公司的三大產(chǎn)品：前向ADAS系統(tǒng)、駕駛員監(jiān)控（DMS）系統(tǒng)和智能環(huán)視影像系統(tǒng)，產(chǎn)品都已順利實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)?；贔PGA平臺(tái)與CNN算法的深度結(jié)合，自行科技率先開(kāi)發(fā)出國(guó)內(nèi)首款基于深度學(xué)習(xí)技術(shù)的駕駛員監(jiān)控（DMS）系統(tǒng)，打造出業(yè)內(nèi)功能最全面、性價(jià)比最高的駕駛員監(jiān)控（DMS）系統(tǒng)，成為國(guó)內(nèi)駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)標(biāo)桿企業(yè)。

除此之外，自行科技前向ADAS系統(tǒng)與智能環(huán)視影像系統(tǒng)以其可靠的目標(biāo)檢測(cè)準(zhǔn)確性和語(yǔ)義分割精度獲得國(guó)內(nèi)眾多傳統(tǒng)車廠(乘用車與商用車)、新能源和互聯(lián)網(wǎng)造車公司和Tier1汽車零部件供應(yīng)商的高度認(rèn)可。相信隨著FPGA開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷成熟，CNN加速設(shè)計(jì)將獲得更廣泛的應(yīng)用。

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附：賽靈思發(fā)布7nm 自適應(yīng)計(jì)算加速平臺(tái)Versal及新一代FPGA加速器Alveo

2018年10月16日，F(xiàn)PGA大廠賽靈思（Xilinx）在北京召開(kāi)了一年一度的“Xilinx開(kāi)發(fā)者大會(huì) ”(XDF) 。在本次會(huì)議上，賽靈思發(fā)布了全球首款自適應(yīng)計(jì)算加速平臺(tái) (Adaptive Compute Acceleration Platform ，ACAP)芯片系列Versal。與此同時(shí)，賽靈思還針對(duì)云端和本地?cái)?shù)據(jù)中心市場(chǎng)還發(fā)布了一款功能強(qiáng)大的加速器卡——Alveo。