Den här gången lyfter kanske FPGA

Egentligen är det lite synd om företag som Xilinx och Altera. I så många år har så många talat om det stora kommersiella genombrottet och ändå vill det sig aldrig riktigt fullt ut. Så det kanske är dags nu på allvar.

Missförstå mig nu inte. Både Xilinx och Altera (numera Intel) är framgångsrika företag och FPGA-tekniken har lyckats bra både i telekomsammanhang och i industriella tillämpningar.

Men förväntningarna har hela tiden varit så mycket högre än det verkliga utfallet. Om det inte hade varit för de fantastiska komponenterna skulle man till och med kunna tala om misslyckande. Det har varit väldigt många stora ord.

Mjukvara
Häromveckan fick jag chansen att diskutera de här frågorna med Victor Peng, ny vd för Xilinx. Det var extra intressant och skojigt eftersom Victor Peng är så rättfram och ointresserad av ”marketing bullshit”. Det gäller tyvärr inte alla företagsledare.

Enligt Peng är det stora problemet fortfarande att FPGA-tekniken kräver för stor arbetsinsats av konstruktörerna. Det finns heller inte tillräckligt många konstruktörer som är vana vid och behärskar programmerbar logik.

Tyvärr är detta inte något som ser ut att förbättras, snarare tvärtom. Konstruktörer som kommer från högskolorna är i allt högre grad programmerare och i allt mindre grad hårdvarukonstruktörer. Att arbeta på RTL-nivå är inte att tänka på.

Det här är nu inget nytt och Xilinx har i åratal lagt ner stora pengar på att skapa verktyg som gör det lättare att konstruera på en mera normal nivå. Men i de fall då problemet går att lösa med en konventionell processorbaserad konstruktion – tja, då blir det för det mesta en sådan.

Processorn utvecklas inte
Men, som tur är finns det också en hel del områden där konventionell teknik inte räcker till. Den typen av områden blir också allt fler.

Det stora problemet är att den konventionella mikroprocessorn sedan länge har nått en platå. Vi har faktiskt inte sett några större förbättringar på ganska många år.

Ibland blir det lite optimeringar här och där, lite större cacheminne och kanske några fler parallella kärnor. Men i praktiken klarar ganska få program av att dra nytta av parallella processorer och ”priset” för att öka klockfrekvensen är alldeles för högt. Så processorerna ”står och stampar”.

Acceleratorer
Att våra nya datorer ändå verkar så mycket snabbare än de gamla beror på att de mest krävande uppgifterna lagts över till dedicerad hårdvara. Hittills har det nästan bara handlat om att accelerera grafik och video och här har det verkligen gått framåt de senaste åren. En dator utan videoaccelerator skulle idag knappast gå att använda.

Många försöker också använda grafikacceleratorerna för att göra andra uppgifter. En massivt parallell GPU-uppsättning gör det möjligt att snabba upp ganska mycket. Men det är inte ett dugg lätt att programmera GPUer.

Närmare bestämt är det lika svårt att programmera och konfigurera GPUer som andra massivt parallella arkitekturer. Datorarkitekter och datorvetare har försökt lösa problemen i ett antal årtionden och hittills har framgången varit ytterst begränsad. På många sätt var vi närmare en lösning på nittiotalet än vad vi är idag.

Dedicerad hårdvara
Idag är det inte bara grafiken som sätter gränser. Det finns gott om uppgifter som behöver snabbas upp radikalt och främst ligger väl artificiell intelligens, AI. Där behövs nästan oändligt mycket datakraft och det är fortfarande mycket osäkert hur en optimal arkitektur skall se ut (om det finns någon sådan).

Databashantering, hantering av genom (medicin), sökalgoritmer och mycket annat kan också lösas bättre med optimerade acceleratorer. Men återigen är det svårt att komma fram till en standardiserad arkitektur som passar alla. Det är svårt nog att låsa en specifik arkitektur för ett enda område.

FPGA med tillägg
Förr eller senare kommer förmodligen teknologierna att stabiliseras, men hur lång tid det kan tänkas ta är oerhört svårt att veta. Victor Peng tror att väldigt mycket kommer att vara flytande i många år. Och där ser han sitt företags stora chans.

Det går naturligtvis att använda en konventionell FPGA-krets som bas för acceleratorer, men med lite extra finesser kan allt gå mycket snabbare. Det handlar om inbakade ”hårda” och breda DSPer och naturligtvis om stora mängder snabbt och lättillgängligt minne. Och så förstås supersnabb kommunikation.

På det här sättet är det möjligt att skapa utomordentligt kraftfulla acceleratorer som kan konfigureras om på ett ögonblick. Helt nya arkitekturer kan testas snabbt och enkelt och samma datorhårdvara kan användas för helt olika uppgifter vid olika tillfällen.

Många år
Om Xilinx lyckas med sin satsning kan företaget växa ganska dramatiskt. Victor Peng säger sig vara förberedd på det. Och visst vore det kul om Xilinx kunde sätta fart ordentligt efter så många års hårt arbete.

Det finns helt klart all anledning att följa den här utvecklingen och jag skulle inte bli överdrivet förvånad om det lyckades. Men jag har haft fel förr.

One Response to “Den här gången lyfter kanske FPGA”

  1. Vad tänker Altera göra? Var på embedded i Nürnberg och Altera hade inte ens en monter. Efter lite letande hittade jag en liten hörna i Intels monter som nämnde FPGA. Jag förmodar att även Intel tänker satsa på utrustning för serverhallar för allt som skall göras i molnet. Frågan är var kommer de små företagen in som använder FPGA i sina produkter idag. Plötsligt är vi bara en anonym massa som köper kretsar via DigiKey.