賽靈思（Xilinx）作為FPGA領(lǐng)頭者，一直圍繞“數(shù)據(jù)中心優(yōu)先”、“加速核心市場(chǎng)發(fā)展”、“驅(qū)動(dòng)自適應(yīng)計(jì)算”三大戰(zhàn)略部署。

最近，賽靈思為市場(chǎng)帶來(lái)了自適應(yīng)計(jì)算的新的方法，同時(shí)也在芯片業(yè)務(wù)之外延伸出了一個(gè)新的生產(chǎn)就緒的板卡解決方案的業(yè)務(wù)。這就是賽靈思最新推出的自適應(yīng)系統(tǒng)模塊（SOM）產(chǎn)品組，首款問(wèn)世的Kria K26 SOM和Kria KV260視距AI入門(mén)套件為開(kāi)發(fā)者帶來(lái)了新的選擇。

SOM是“何方神圣”？

何為SOM？賽靈思工業(yè)、視覺(jué)、醫(yī)療及科學(xué)（ ISM ）市場(chǎng)總監(jiān)Chetan Khona為記者介紹表示，SOM是一個(gè)小型化的嵌入式板卡，大小與信用卡相當(dāng)，內(nèi)部包含微處理器、GPU、FPGA、存儲(chǔ)器、電源管理和其他一些配套的電路系統(tǒng)。

他表示，SOM可將硬件抽象化，所以開(kāi)發(fā)人員可在板卡級(jí)而不是芯片級(jí)去做設(shè)計(jì)，這種特性使其可呈現(xiàn)開(kāi)發(fā)周期縮短的效果。

“硬件設(shè)計(jì)人員喜歡SOM是因?yàn)榭梢员苊庾鲆恍┲貜?fù)性的、比較低端的設(shè)計(jì)工作，這是因?yàn)槲覀円言?span>SOM上預(yù)構(gòu)建了大部分標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)。除此之外，軟件開(kāi)發(fā)人員也喜歡用SOM，因?yàn)樗麄兛梢愿布F(tuán)隊(duì)平行的開(kāi)始設(shè)計(jì)工作”，Chetan Khona這樣介紹。

坐擁軟硬件工程師喜愛(ài)之下的SOM，整體市場(chǎng)增長(zhǎng)勢(shì)頭強(qiáng)勁。行業(yè)報(bào)告顯示，SOM的年化增長(zhǎng)率在11%左右，至2025年預(yù)計(jì)市場(chǎng)總收入規(guī)模能夠達(dá)到23億美元。

“我們了解到SOM市場(chǎng)雖然在增長(zhǎng)，但是在增長(zhǎng)過(guò)程中，客戶(hù)現(xiàn)有嵌入式處理器和基于GPU的解決方案遇到一些問(wèn)題，所以這就為更高性能、更具彈性的解決方案留下了一個(gè)施展拳腳的空間”，Chetan Khona認(rèn)為，這也是作為FPGA廠商能夠進(jìn)入和壯大的領(lǐng)域。

現(xiàn)已上市的FPGA SOM

賽靈思基于以上對(duì)市場(chǎng)的洞察，利用賽靈思FPGA在功耗、性能和自適應(yīng)的優(yōu)勢(shì)，推出了第一款產(chǎn)品Kria K26 SOM，這款產(chǎn)品瞄準(zhǔn)的是智慧城市及智能工廠中的視覺(jué)AI領(lǐng)域，包括安全攝像頭、城市攝像頭、交通攝像頭、零售分析、機(jī)器視覺(jué)、視覺(jué)引導(dǎo)機(jī)器人等應(yīng)用。

除此之外，布局Kria系統(tǒng)模塊產(chǎn)品后，來(lái)賽靈思海景繼續(xù)推出成本優(yōu)化型SOM、最高AI算力SOM。

硬件配置方面，K26 SOM是基于Zynq UltraScale+ MPSoC架構(gòu)之上，整體尺寸為77x60x11mm，搭載四核Arm A53處理器，內(nèi)置64位4GB的DDR4內(nèi)存，擁有256K系統(tǒng)邏輯單元，擁有1.4TOPSAI處理器性能，支持4K60p的H.264/265視頻編解碼器。

值得一提的是，K26 SOM支持豐富的接口標(biāo)準(zhǔn)和擴(kuò)展性，具體擁有245個(gè)I/O，支持MIPI、sub-LVDS、SLVS-EC等標(biāo)準(zhǔn)連接15個(gè)攝像頭，通過(guò)4x10G提供1Gb到40Gb的以太網(wǎng)，擁有4個(gè)USB接口。

據(jù)Chetan Khona介紹，K26 SOM擁有商用級(jí)和工業(yè)級(jí)兩個(gè)級(jí)別。實(shí)際出貨上，K26 SOM也會(huì)外置散熱器，不僅為設(shè)計(jì)人員提供非常好的散熱性能也為其功提供了較平的平面與底座連接。

“除了針對(duì)工業(yè)級(jí)進(jìn)行了更高耐溫、抗震、延保的設(shè)計(jì)，保證了產(chǎn)品的經(jīng)久耐用，這也是市場(chǎng)上最安全的SOM，因?yàn)?span>K26不僅帶有所有認(rèn)證，架構(gòu)本身還帶有安全啟動(dòng)功能，同時(shí)每個(gè)SOM都增加了TPM模塊”，Chetan Khona如是說(shuō)。

通過(guò)對(duì)比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手GPU SOM（Nvidia TX2），K26 SOM擁有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，無(wú)論是從性能還是功耗上均強(qiáng)于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，最終呈現(xiàn)的效果便是在每視頻流成本上減半。

Chetan Khona為此解釋?zhuān)?span>FPGA SOM與GPU SOM相比時(shí)，不僅擁有更強(qiáng)的性能，功耗也更低，更重要的是延遲也會(huì)縮短非常多。除此之外還有一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，FPGA是自帶自適應(yīng)屬性的，因此在AI模型變化時(shí)，可以自適應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。目前賽靈思擁有一個(gè)針對(duì)AI推理引擎的解決方案，未來(lái)可以遷移到Inter4的推理引擎，甚至是一個(gè)二進(jìn)制的推理的引擎上。而GPU就是完全鎖定在現(xiàn)有的架構(gòu)內(nèi)。

除了K26 SOM，賽靈思還推出了Kria KV260視覺(jué)AI入門(mén)套件。根據(jù)Chetan Khona的介紹，賽靈思的戰(zhàn)略不僅僅是生產(chǎn)量產(chǎn)型的K26 SOM，也需要提高業(yè)務(wù)性，提供具有成本效率的入門(mén)套件供用戶(hù)實(shí)現(xiàn)視覺(jué)AI應(yīng)用。

具體從售價(jià)上來(lái)說(shuō)，Kria KV260視覺(jué)AI入門(mén)套件定價(jià)199美元，Kria K26商用級(jí)定價(jià)250美元，Kria K26工業(yè)級(jí)定價(jià)350美元。

遵循加速應(yīng)用老傳統(tǒng)

除了硬件部分，軟件也是嵌入式設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。根據(jù)Chetan Khona的介紹，Kria繼續(xù)了賽靈思在軟件上加速應(yīng)用的傳統(tǒng)，支持Vitis、Vitis AI一體化軟件平臺(tái)，同時(shí)也支持開(kāi)發(fā)人員熟悉的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)環(huán)境。

Kria能夠面向不同深度和不同職位提供四種不同方式開(kāi)發(fā)。第一種，簡(jiǎn)單編寫(xiě)軟件；第二種，將設(shè)備AI模型用用戶(hù)自主培訓(xùn)過(guò)的AI模型取代；第三種，利用Python、C、C++、OpenCL等熟知的語(yǔ)言對(duì)FPGA進(jìn)行改動(dòng)；第四種，利用傳統(tǒng)高階的FPGA語(yǔ)言進(jìn)行設(shè)計(jì)模型的全棧修改。

除此之外，賽靈思這次還推出了首個(gè)針對(duì)邊緣應(yīng)用的嵌入式App Store，這極大地加速了應(yīng)用的落地，也使得無(wú)FPGA經(jīng)驗(yàn)的人也可以很快上手。

實(shí)際上，Kria SOM的概念與Alveo的做法非常類(lèi)似，Alveo和SOM都能實(shí)現(xiàn)更快的部署時(shí)間，不過(guò)Alveo是針對(duì)數(shù)據(jù)中心應(yīng)用，而SOM針對(duì)的是邊緣，兩者形成了一定的互補(bǔ)。通過(guò)一些用例可以看出，Alveo+Kria的數(shù)據(jù)中心加速和邊緣應(yīng)用已形成了非常好的加速應(yīng)用生態(tài)。

Chetan Khona強(qiáng)調(diào)，雖然SOM可以適用于眾多應(yīng)用非常強(qiáng)大的解決方案，但是首批SOM的產(chǎn)品主要還是集中于智能視覺(jué)的應(yīng)用。

快速演進(jìn)市場(chǎng)中，對(duì)兼具功耗、成本、時(shí)延和靈活性的要求越來(lái)越強(qiáng)，現(xiàn)有嵌入式處理器和基于GPU 的解決方案越來(lái)越難以滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，這種情況下FPGA SOM的確是打破市場(chǎng)的一個(gè)新選擇。