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科普:现场可编程门阵列,FPGA

2022-07-19

 经常能听到有人说,CPU、GPU、FPGA三者能力相加就是芯片的未来,CPU和GPU我们应该比较了解,是不同的处理器,但是FPGA芯片是什么你了解吗?
  
  FPGA 是一种硬件可重构的体系结构。它的英文全称是Field Programmable Gate Array,中文名是现场可编程门阵列。
  
  FPGA就是一个可以通过编程来改变内部结构的芯片,FPGA常年来被用作专用芯片(ASIC)的小批量替代品,同时也在微软、百度等公司的数据中心大规模部署,以同时提供强大的计算能力和足够的灵活性。
  
  它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
  
  FPGA最厉害的地方是,我们可以配置它的可编程架构来实现任意我们需要的数字功能组合。另外,我们可以以大规模并行的方式实施算法,这意味着我们可以非常迅速和有效地执行大数据的处理。
  
  在没有FPGA之前,要想实现一个新计算机体架构的设计想法,必须要开发一个ASIC作为原型,在面板上安装很多个体积庞大的IC.
  
  但是,与这些需要投入巨大成本和精力的方式不同,一旦用户创建了具有多个FPGA的原型板,就可以立即运行您设计的新架构。而且,修正和更改规格也变得轻松简单。