不用瞎猜了,施浩德Computex2015现场解释重金收购Altera的三个原因

6月1日,英特尔宣布以167亿美元收购FPGA厂商Altera,消息确认后,业内人士纷纷分析收购原因,6月2日,Computex2015现场,英特尔公司高级副总裁兼客户端计算事业部总经理施浩德在主题演讲中谈到了这次收购,在会后的全球媒体群访中,我在提问中请他对收购原因进行分析,他解释了此次收购的原因,这是英特尔官方第一次正式解释此次收购。

收购原因之一:继续实现摩尔定律

施浩德指出,英特尔认为Altera的FPGA业务与英特尔的成长战略相符,FPGA也将从摩尔定律中受益。今年是摩尔定律提出50周年,50年来,摩尔定律给半导体产业带来了翻天巨变,但是近年来,摩尔定律行将失效的猜测很多,一个主要原因是以英特尔自己的处理器来看,其更新速度似乎已经放慢,难以弥合集成电路上可容纳的元器件的数目约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍的规律。

而我们看到,FPGA因为其特殊的工艺技术和商业模式,导致其可以继续按摩尔定律发展,例如上周台积电和赛灵思就宣布了开始7nm工艺技术的合作,并将于2017年推出7nm工艺的产品这是在实现16nm工艺后,FPGA继续延续新工艺。

为什么FPGA可以不断采用新工艺技术而符合摩尔定律发展?一个原因是其特殊构造,FPGA(Field-Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。FPGA芯片主要由6部分完成,分别为:可编程输入输出单元、基本可编程逻辑单元、完整的时钟管理、嵌入块式RAM、丰富的布线资源、内嵌的底层功能单元和内嵌专用硬件模块。

FPGA还具有静态可重复编程和动态在系统重构的特性,使得硬件的功能可以像软件一样通过编程来修改。FPGA能完成任何数字器件的功能,甚至是高性能CPU都可以用FPGA来实现(要知道所有ASIC的设计都是通过FPGA来实现物理验证的)

FPGA如同一张白纸:加电时,FPGA芯片将EPROM中数据读入片内编程RAM中,配置完成后进入工作状态;掉电后,FPGA恢复成白片,内部逻辑关系消失,因此FPGA能够反复使用。FPGA的优势是用硬件电路实现并行处理。

一个ASIC SOC的设计周期是14到24个月,而一个FPGA因为是半成品因而设计时间要缩短一半,所以如果将X86处理器和FPGA结合起来创造的新型异构处理器,是可以继续实现摩尔定律的。

而且这样的处理器既有X86的高性能,又通过FPGA实现了灵活性,堪称是一种完美的方案。

而且,FPGA的商业模式是用众多的客户来分担NRE费用,而ASIC是要设计厂商自己承担NRE费用,到20nm以下,NRE费用高的惊人,稍有不慎,好几百万美元就打水漂,没有哪个ASIC厂商敢这么烧钱,这就是FPGA的先进工艺采用速度高于ASIC厂商的主因。而且越是先进的工艺技术,FPGA的优势越明显,它可以大幅度降低功耗,提升晶体管数量,去年赛灵思已经在16nm工艺实现了80亿晶体管数量的FPGA了。

收购原因之二:继续巩固英特尔数据中心的优势

随着全球数据的大爆炸,数据中心运维人员总是不断在寻求更高的服务器性能。目前,他们主要是通过易于编程的多核 CPU 和 GPU 来开发应用,但 CPU 和 GPU 都遇到了单位功耗性能的瓶颈壁垒。从事海量数据中心应用开发(如密钥加速、图像识别、语音转录、加密和 文本搜索等)的设计人员既希望 GPU 易于编程,同时又希望硬件具有低功耗、高吞吐量和最低时延功能。

然而,多核 CPU 和 GPU 加速器在可扩展性上存在严重的问题 :客户希望用简单的全高度插入式 PCIe 开发板作为数据中心服务器的应用加 速器。这种开发板经配置可运行高功率图形卡,但客户同时希望功耗不超过 25W,以便最大化可扩展性并最小化总功耗。

数据显示,瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)联合开展的一系列研究发现,基于 FPGA 的应用加速想比 CPU/GPU 实现方案,单位功耗性能可提升 25 倍,而时延则缩短了 50 到 75 倍,与此同时还能实现出色的 I/O 集成(PCIe、DDR4 SDRAM 接口、高速以太网等)。换言之,FPGA 能在单芯片上提供高能效硬件应用加速所需的核心功能,并同时提供每个 开发板目标功耗低于 25W 的的解决方案。

百度公司在美国加州圣何塞举行的 2014 年热门芯片研讨会上介绍了支持性调查结果。百度的结论 如下 :
• 中端 FPGA 能够实现 375 GFLOPS 的性能,功耗仅为 10-20W
• 基于FPGA的加速器可部署在所有类型的服务器中。
• 和CPU和GPU相比,FPGA在深度神经网络(DNN)预测系统中性能更加出色。DNN系统用于语言识别、图像 搜索、OCR、面部识别、网页搜索以及自然语言处理等各种不同应用。

这个数据在网上是可以查到的,看到这样的对比,估计很多人都很震撼吧。所以X86处理器和FPGA结合将大大提升数据中心的效能,同时在数据中心中引入FPGA也可以迎接通信网络中的SDN趋势。

软件定义网络(SDN)是由美国斯坦福大学研究组提出的一种新型网络创新架构,它将控制平面和转发平面进行分离,转发平面由受控的转发设备组成,转发方式及业务逻辑由运行在控制面板上的控制应用决定,这种逻辑上的集中控制实现了网络流量的灵活控制,为核心网络及应用创新提供了良好的平台。

目前进入SDN领域的有博通、Marvell和英特尔,它们提供的都是ASIC形式,不过,SDN的祖师爷斯坦福大学的Nick McKeown就曾表示FPGA有更高的灵活性,可以对硬件进行编程, 很适合SDN应用。所以收购后也有利于英特尔在这个领域的优势。在今天的Computex上,我也看到英特尔展示了SDN方案,目前是基于X86的 未来估计会用到FPGA。

所以施浩德表示这次收购让英特尔与Altera的产品在数据中心满足客户的需求,这些需求自然是更高的性能和更低的功耗,“Altera的FPGA产品可以让英特尔Xeon至强处理器技术形成高度定制化、整合产品。”他强调,这自然是指把FPGA用于数据中心,估计这将是未来数据中心的标配,以这样的架构也可以很好抵御来自ARM处理器的竞争。

收购原因之三:物联网的巨大商机

施浩德提到收购的另一个原因是双方看好物联网领域的商机,从今天看到的英特尔在Computex2015上展示了大量嵌入式物联网的方案,这些方案都可以通过FPGA获得优化。

例如在安防监控领域,目前X86处理器很难做到多通道处理和智能检测分析,但是加上FPGA之后就可以轻易解决了,在下图中,英特尔已经有实时的视频内容分析应用,可以对车牌进行分析,如果配上FPGA就可以实现对大量车牌的并行分析,也可以解决雨雾天低能见度下的精准分析,实际上,Altera早在两年前就有成熟的多通道分析方案了。

在工业自动化领域,FPGA因为有大量DSP slice因此可以做多通道的马达控制,目前马达电力消耗占据全球能源消耗的大头,在节能环保的趋势下,未来各类精准控制马达获得采用,这是FPGA可以大显身手的领域,一片FPGA就可以控制大量马达,目前英特尔也有智能工厂方案,在云端和网关端有强大的优势,如果跟终端的控制结合,则优势会大大增加。





还有目前的智能家居领域,未来的智能家居要实现真正的智能必然能实现传感器融合,比如,一个家庭,当主人回来后,音乐可以自动播放,照明会自动打开,一些安防的措施会解除,这需要大量的融合算法,也是FPGA做擅长的地方,有人说未来机器人是家庭的入口,在机器人控制上也需要很多的并行处理和控制,例如机器人的智能需要机器视觉技术的大提速,目前看演示的机器视觉技术,很多都是基于FPGA来完成的,这也是FPGA可以发挥的地方。总之,英特尔这次收购让它可以弥补X86在并行运算上的不足,还可以把方案往下延伸,据说,英特尔将在下半年将推出40多款MCU产品,这绝对是占据物联网终端的重拳,未来英特尔X86+FPGA+MCU组合起来,则在物联网领域可以无敌了。

所以,有人说用167亿收购有点贵了,我觉得其实如果整合的好,这个价格并不贵,因为它给英特尔注入了新的活力,而且FPGA 的毛利率很高(65%左右)投资回报很高,还有收购也给英特尔的代工产能带来一些收入但是这部分并不是很多因为Altera公司的年营收也就是25亿美元左右。这可能是英特尔宁肯多花30亿美元也要收购成功的主因。

英特尔要克服的挑战是产品的整合如何实现真正异构SOC,以及提供什么样的好工具来实现异构SOC的开发。

昨天我也问施浩德关于传感器的布局,从目前英特尔的布局来看,它已经解决了连接和计算,就差感知这块了,但是施浩德只说对传感很重视并没有透露未来的战略规划,我预测未来英特尔一定会收购一家做MEMS传感器的公司。

另外,大家也应该关注下FPGA的老大赛灵思公司,他们拥有更强大的产品和工具,也有更大的市场份额,但是市值目前竟然还低于Altera公司。其他的信息不用多说,你懂的。

这是在基于施浩德解答基础上做的分析,欢迎大家吐槽!

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