物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迎來新的活力 為FPGA的發(fā)展提供了機(jī)會(huì)

近些年來，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展為工業(yè)和醫(yī)療領(lǐng)域帶來了新的活力。由此，也催生了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）和醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)（HcIoT）的創(chuàng)新。這些新興領(lǐng)域的崛起，為FPGA的發(fā)展提供了機(jī)會(huì)。作為FPGA業(yè)界的佼佼者，賽靈思在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域上的表現(xiàn)如何？

賽靈思工業(yè)、視覺、醫(yī)療及科學(xué)（ISM）市場(chǎng)總監(jiān)Chetan Khona先生

SoC驅(qū)動(dòng)工業(yè)領(lǐng)域業(yè)務(wù)

在賽靈思去年的財(cái)報(bào)中顯示，2019財(cái)年賽靈思的收入同比增長(zhǎng)了24%，達(dá)到了30億美元。其中，工業(yè)和醫(yī)療部門占到總收入的27%。賽靈思工業(yè)、視覺、醫(yī)療和科學(xué)（ISM）市場(chǎng)總監(jiān) Chetan Khona表示：“ISM部門也是賽靈思的第四大業(yè)務(wù)部門，這個(gè)部門旨在打造靈活應(yīng)變、萬物智能的工廠、醫(yī)院和城市?！?/p>

據(jù)Chetan Khona介紹，在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)加速的今天，F(xiàn)PGA站在了舞臺(tái)正中央，但真正驅(qū)動(dòng)賽靈思在工業(yè)領(lǐng)域業(yè)務(wù)的卻是 Zynq SoC。他認(rèn)為，對(duì)于工業(yè)和醫(yī)療用戶來說，尺寸和價(jià)格非常重要，賽靈思SoC 產(chǎn)品系列能在這個(gè)領(lǐng)域?yàn)樗麄兲峁└叩膬r(jià)值。

這個(gè)觀點(diǎn)在賽靈思的營(yíng)收?qǐng)?bào)告上也得到了體現(xiàn)。從賽靈思公布的ISM收入上來看，雖然傳統(tǒng)的FPGA保持著一定的增長(zhǎng)，但近兩年來，在Zynq和Zynq UltraScale+ SoC投產(chǎn)之后，賽靈思ISM部門的收入就得到了顯著提速，達(dá)到了2.5倍?？梢哉f，SoC產(chǎn)品為賽靈思ISM部門帶來了巨大的價(jià)值。

數(shù)據(jù)帶給IIoT和HcIoT的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

正如上文所述，IIoT和HcIoT正帶給產(chǎn)業(yè)界新的靈感。由物聯(lián)網(wǎng)的興起而帶來的數(shù)據(jù)爆炸，也為賽靈思帶來了新的發(fā)力點(diǎn)。數(shù)據(jù)到底有什么好處，如何利用數(shù)據(jù)，也成為了當(dāng)下值得思考的問題。

對(duì)于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域來說，一來，數(shù)據(jù)可以做預(yù)測(cè)性的維護(hù)，這就能夠盡可能降低工廠停工時(shí)間，從而保障盈利和利潤(rùn)；二來，數(shù)據(jù)可以通過資產(chǎn)分析，來更好的了解客戶的購(gòu)買習(xí)慣，從而創(chuàng)造新的收入流；其次是連接性，連接性是物聯(lián)網(wǎng)，這也是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。通過賽靈思方案更新軟件和硬件，能夠延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命，從而降低了更新?lián)Q代的成本。

對(duì)于醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)來講，通過數(shù)據(jù)可以更好的改善醫(yī)院和診所的工作效率，并以此提高時(shí)間的利用率，提高對(duì)患者的服務(wù)，最終改善的是人們的生活質(zhì)量。

數(shù)據(jù)爆炸為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶來了十分可觀的前景，但同時(shí)，數(shù)據(jù)的應(yīng)用也帶來了諸多挑戰(zhàn)。首當(dāng)其沖的就是由數(shù)據(jù)帶來的隱私問題，尤其是伴隨著時(shí)間的變化、計(jì)算能力的增長(zhǎng)，安全性就會(huì)面臨更大的挑戰(zhàn)。另外，影響安全性的時(shí)延和響應(yīng)能力問題；包括傳輸、存儲(chǔ)和處理在內(nèi)的數(shù)據(jù)管理成本等問題；以及可靠的互聯(lián)網(wǎng)連接等都是在物聯(lián)網(wǎng)革命中所要解決的數(shù)據(jù)問題。

以醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)為例，目前，全球已安裝超過1億臺(tái)醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，到2020年將增長(zhǎng)到1.61億臺(tái)。但同時(shí)也有醫(yī)療高管表示，當(dāng)前阻礙醫(yī)療組織采用物聯(lián)網(wǎng)的三大障礙：隱私問題占59%，原有系統(tǒng)集問題成占55%，安全問題占54%。由此可見，在數(shù)據(jù)處理以及安全上的改進(jìn)，為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶了非常大的發(fā)展空間。

針對(duì)以上挑戰(zhàn)，賽靈思要做的就是要幫助用戶盡可能高效、有效的來利用數(shù)據(jù)，同時(shí)，這也是公司ISM部門的核心戰(zhàn)略。

賽靈思工業(yè)與視覺解決方案總覽

為了確保FPGA 和 SoC 用戶能夠在現(xiàn)有的器件上，實(shí)現(xiàn)的計(jì)算能力和效率實(shí)現(xiàn)最大化，賽靈思為此提供多種資源。

據(jù)Chetan Khona介紹，世界級(jí)的工業(yè)與醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)解決方案堆棧、使用Alveo加速器卡為工業(yè)PC加速、互補(bǔ)的邊緣與云協(xié)作是ISM部門的三大秘密武器。

就世界級(jí)的工業(yè)與醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)解決方案堆棧而言，賽靈思可提供全套的、一系列的解決方案，包括通過提供安全性的連接、控制、視覺、線路、軟件和人工智能來幫助客戶開發(fā)他們所需要的產(chǎn)品，來進(jìn)行更好的應(yīng)用。同時(shí)，Chetan Khona也表示，賽靈思并不是所有領(lǐng)域的專家，所以我們也會(huì)使用非常廣泛的生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)中的專業(yè)、技術(shù)和知識(shí)能力，幫助用戶獲得他們所需要的解決方案。

眾所周知，工業(yè)實(shí)時(shí)和確定性控制與接口、工業(yè)生命周期、質(zhì)量、可靠性、安全性、溫度與功耗是賽靈思傳統(tǒng)的工業(yè)領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)，但這并不能成為賽靈思與其他企業(yè)形成差異化競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)。為此，賽靈思將AI時(shí)延與性能和傳統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行結(jié)合，將SoC與人工智能相結(jié)合，確保了器件的高度集成，也能達(dá)到較高的成本有效性。

在人工智能方面，賽靈思通過收購(gòu)深鑒科技來完善其在邊緣計(jì)算方面的能力。這種能力讓賽靈思實(shí)現(xiàn)了支持高吞吐量和低時(shí)延的人工智能；能夠匹配人工智能創(chuàng)新的快速步伐；能夠加速整體的應(yīng)用，同時(shí)，配合全面的AI軟件平臺(tái)，使得賽靈思能夠在AI邊緣計(jì)算上實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)和醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)上的創(chuàng)新。

此外，根據(jù)Chetan Khona的介紹，我們也了解到，賽靈思ISM部門也很注重云與邊緣計(jì)算的融合。Chetan Khona的介紹：“對(duì)于工業(yè)和醫(yī)療互聯(lián)網(wǎng)來說，在云端進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的方式的延時(shí)非常高，并不利于海量數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)展?！?/p>

為改善這種狀況，使得數(shù)據(jù)能夠合理地被分配到云和邊緣上進(jìn)行處理，賽靈思與亞馬遜云服務(wù)進(jìn)行合作。Chetan Khona表示：“在亞馬遜的Greengrass框架下來使用它的功能，把云端可以移動(dòng)到邊緣。通過這種的方式，系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)就大大的減少了數(shù)據(jù)傳輸，而且延時(shí)也大大的降低。另外賽靈思也和阿里云、Microsoft Azure、谷歌、IBM，都在進(jìn)行這方面的合作?！?/p>

發(fā)展路線

以上述ISM部門的戰(zhàn)略三要素為根基，賽靈思推出了Zynq和Zynq UltraScale+ SoC 。通過Zynq和Zynq UltraScale+ SoC，將通用處理期DSP、GPU和模擬、安全處理器和安全處理器等集成在同一產(chǎn)品當(dāng)中，為工業(yè)和醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域提供了新的選擇。

在賽靈思發(fā)布的工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品路線圖中，除了我們耳熟能詳?shù)腇PGA、SoC、MPSoC、RFSoC以外，我們也見到了Zynq SoC和Zynq UltraScale+ SoC的身影。同時(shí)，ACAP作為賽靈思接下來的發(fā)展要素，在其首個(gè)產(chǎn)品系列Versal產(chǎn)品中，我們也發(fā)現(xiàn)了針對(duì)于工業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)品——AI Edge。據(jù)介紹，AI Edge強(qiáng)調(diào)低功耗和高性能，可以用的系統(tǒng)有機(jī)器視覺、超聲設(shè)備和超聲手持設(shè)備。

據(jù)Chetan Khona介紹，Edge AI它既是一種能力，也是Versal的子系列。目前，Zynq SoC和Zynq UltraScale+ SoC均已部署了Edge AI，未來它會(huì)是Versal的一個(gè)子系列，主要是在每瓦的性能上能夠達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先。Chetan Khona相信，待在該領(lǐng)域的部署完成之后，Zynq UltraScale+ SoC將會(huì)成為賽靈思系列產(chǎn)品當(dāng)中在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中最成功的產(chǎn)品。