Xilinx推出功能强大的太空级自适应人工智能处理器

现代FGPA（现场可编程门阵列）已不仅仅是工程师可以随意定制的计算应用实时可编程芯片了。现代FPGA已经成了智能的、适应性极强的处理引擎了，这样的处理引擎对于新兴的机器学习和5G无线基础设施市场至关重要，原因是这些领域的发展和创新速度太快了。其他依靠FPGA技术推动创新的市场包括太空和卫星应用，但这两个领域在环境方面的要求则更严苛。Xilinx（赛灵思）今天宣布推出旗下新的20nm耐辐射Kintex UltraScale XQRKU060系列FPGA，该系列可望在诸多太空级应用的下一代设计中找到很好的定位。

太空级20nm尖端技术

尽管多家半导体OEM厂商已经在7nm（纳米）节点上推出了产品，而Xilinx新推出的Kintex UltraScale FPGA则采用了主力20nm工艺技术。20nm工艺听起来像是过气的芯片技术，但在太空方面，20nm工艺实际上是先进技术。太空级半导体芯片需具耐辐射性，必须使用高度可靠且经过验证的芯片制造技术。Xilinx的上一代太空级FPGA建在65nm节点上，新的20nm芯片技术将空间应用大幅推进了三代的工艺节点。简而言之，太空级部件不能够出故障、需要承受冲击、振动和辐射，同时体积要小包装要轻便，而且又要能提供高水平的计算和AI（人工智能）处理能力。 Xilinx表示，“ XQRKU060是业界唯一可以在无限太空轨道里真正的重配置解决方案。而且还能进行实时机载处理和机器学习加速，这些可以令卫星实时更新，能按需提供视频，并执行“及时”计算处理复杂的算法。” 

太空级别Xilinx Kintex UltraSCALE耐辐射FPGA （图：Xilinx）

太空中的人工智能和机器学习

Xilinx 的Kintex XQRKU060在机器学习方面也是一流的，特别是边缘推理加速方面，这里的边缘或许可以说是“外太空”边缘。新型Xilinx XQRKU060可提供5.7 TOPs 尖峰INT8的性能并具有高度可扩展精度，内置密集的可编程逻辑阵列，数字信号处理（DSP）功能比上一代产品提高了10倍，还支持TensorFlow和PyTorch等机器学习开发工具。 Xilinx称，XQRKU060的机器学习吞吐量比上一代XQR5QV系列提高了近25倍。 Xilinx指，“XQRKU060的机器学习功能适用于解决各种问题，包括科学分析、对象检测和图像分类（例如云检测），可以提高处理效率并减少空间和地面决策延迟。”

事关外太空

此外，读者大可以想像得到，能在发射前及发射后在轨道上重新配置的功能很重要，是区分先进FGPA解决方案和普通解决方案的关键，原因是尖端的空间应用程序常常需要顺着各种曲线轨迹飞来飞去。换句话说，人工智能要能够学习、推断、分析，然后做出决定如何重新配置自身或交由工程师决定。这些听起来像是钢铁侠电影里的东西，是不是？

软件工具方面，Xilinx指XQRKU060会得到旗下成熟的Vivado设计套件的支持，Vivado套件同样也支持机器学习行业标准框架。另外，Xilinx旗下人工智能统一软件平台也有计划支持XQRKU060，芯片和生产级加速器板都会支持。

Xilinx指，20nm RT Kintex UltraScale太空级XQRKU060 FPGA（https://www.xilinx.com/products/silicon-devices/fpga/rt-kintex-ultrascale.htm）飞行元件将于今年9月下旬在MIL-PRF-38535规格设备里提供。