全球累計出貨逾 30 億顆，AMD 歡慶 FPGA 問世 40 週年

AMD 慶祝首款商用現場可程式化邏輯閘陣列（FPGA）問世 40週年！AMD 表示，引入「可重複程式化硬體」概念，藉由打造「如同軟體般靈活的硬體」，FPGA 可重複程式化的邏輯改變了半導體設計的面貌。

AMD 表示，FPGA 的出現，這使得工程師首度能在設計晶片時，如果規格或需求在中途、甚至在製造完成後發生變化，依然可以重新定義晶片功能來執行不同任務。這項靈活性加快了晶片設計的開發速度，縮短產品上市時程，並成為應用特定積體電路（ASIC）的替代方案。

▲ 全球首款商用FPGA-XC2064，擁有85,000個電晶體、64個可配置邏輯區塊與58個I/O區塊。

AMD 指出，FPGA 對市場影響深遠，催生了一個價值超過 100 億美元的產業。在過去 40 年間，全球超過7,000家客戶，在橫跨不同的市場領域接收了超過 30 億顆 FPGA 與自行調適SoC（結合 FPGA 架構、系統單晶片與其他處理引擎的裝置）。事實上，AMD 旗下的賽靈思 (Xilinx) 已連續 25 年在可程式化邏輯市場維持領先地位，憑藉著強大的產品陣容與發展藍圖，有信心能持續領先市場。

AMD 表示，FPGA 是由已故的 Ross Freeman 發明，他是賽靈思的共同創辦人，也是一位工程師與創新者。Freeman 認為，除了標準的固定功能 ASIC 元件外，一定存在更好、更具成本效益的晶片設計方式。FPGA 提供工程師隨時修改晶片設計的自由與靈活性，甚至能在一天之內完成一款客製晶片的開發與設計。FPGA 同時也推動「無晶圓廠」（fabless）商業模式，顛覆整個半導體產業。藉由消除對客製光罩製作（mask tooling）與相關非經常性工程成本的依賴，FPGA 推動硬體創新，證明企業無需擁有晶圓廠，只需具備願景、設計能力與 FPGA，即可打造突破性硬體。

▲ Ross Freeman（右）俯瞰 XC2064 設計。

事實上，自全球首款商用 FPGA（XC2064）問世至今已 40 年，FPGA 已無所不在應用於電子產業，深入我們日常生活。如今，FPGA、自行調適 SoC 和系統模組（SOM）等自行調適運算裝置，已遍佈各種領域：從汽車、火車車廂、交通號誌，到機器人、無人機、太空船與衛星，再到無線網路、醫療與測試設備、智慧工廠、資料中心，甚至高頻交易系統等。

目前，美國太空總署（NASA）就使用 AMD Virtex FPGA 協助 NASA 火星探測車執行 AI 圖像辨識、比對與校正，並在回傳地球前過濾無用資料。此外，最新的太空等級 Versal AI Edge 自行調適 SoC 將加速的 AI 推論帶入太空，並具有對 ML 應用最佳化的增強型 AI 引擎。另外，汽車廠 Subaru 也採用第 2 代 Versal AI Edge SoC，為下一代 ADAS EyeSight 駕駛輔助系統導入 AI 功能。還有，日本最大子彈列車營運商之一的 JR 九州，也採用 AMD Kria SOM 執行即時影像處理，用於 AI 化的軌道檢測系統，都是採用相關產品的案例。

▲ FPGA技術的演變。

AMD 強調，目前大部分AI 工作負載都在資料中心 GPU 上運行。然而，愈來愈多 AI 處理正在邊緣發生。FPGA 技術正站在這波 AI 融合應用快速發展的最前線。FPGA 與自行調適 SoC 能即時處理感測器資料，實現低延遲的加速邊緣 AI 推論。隨著小型生成式 AI 模型的問世，「ChatGPT 時刻」正邁向邊緣設備，讓 AI 模型能執行於如 AI PC、車輛、工廠機器人、太空任務或任何嵌入式裝置中。

我們預期 FPGA 的自行調適運算技術，將持續在自動駕駛、機器人與工業自動化、6G 通訊、氣候變遷、藥物研發、科學研究與太空探索等領域推動邊緣 AI 應用的突破。FPGA 問世 40 週年之際，回顧 40 年帶來深遠的影響，我們對這項技術的發明深感驕傲。致力於頂尖與領先市場產品的開發者，將持續運用 FPGA 推動創新晶片設計、支援硬體輔助驗證並加快產品上市腳步。AMD 承諾未來將致力於持續引領這項關鍵技術的發展。

(首圖來源：AMD)