下文改编自英特尔可编程解决方案事业部
首席技术官办公室高级总监
在 The Next FPGA Platfor 活动上发表的主题演讲

2018 年，John Hennessy 和 Dave Patterson 教授荣获计算机协会 (ACM) 颁发的图灵奖，并发表了精彩演讲。两位教授为演讲设定的标题是“计算机架构的新黄金时代”，他们后来也在《ACM 通讯》杂志上发表了相同标题的文章。

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《计算机架构的新黄金时代》

他们总结道，DSA 引领的计算机架构的新黄金时代也将催生领域特定语言，所有这些都需要可重配置性。

置身于这样一个新的黄金时代是我们的幸运。戈登·摩尔在 2003 年 IEEE 国际固态电路会议记录中发表了题为“指数级增长有终期，但终期可延缓！”的论文。在这篇论文中，摩尔解释了如何使用包括当时刚问世的 3D 晶体管在内的各种新技术来改善半导体性能。英特尔 3D 三栅极晶体管实现了这一愿景，将我们带入了当今这个科技发达的时代，也即 Hennessy 和 Patterson 教授提出的新黄金时代。

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《指数级增长有终期，但终期可延缓》

这引出了一个问题：

DSA 的实现方法有很多。您可以为特定应用设计 ASIC。Google 张量处理单元 (TPU) 就是一种 ASIC。您也可以使用 FPGA。还有几种替代选项可供使用。

英特尔认为在数据中心中创建 DSA 的最佳方法是使用覆盖，Microsoft 也使用该方法为实时 AI 推理实现其基于云的深度学习平台 Project Brainwave。Microsoft 的 Project Brainwave 采用了一个软神经处理单元 (NPU)，该单元与高性能的英特尔® FPGA 配合使用，可加速深度神经网络 (DNN) 推理。该 NPU DSA 在计算机视觉和自然语言处理领域具有多种应用。

“覆盖”一词早已有之，并非新鲜概念。当今的 FPGA 技术允许您使用自己的自定义指令集架构 (ISA) 创建 DSA。在具有为您的工作负载量身定制的 ISA 后，您就可使用 FPGA 实现相关 DSA，将您的工作负载问题从硬件设计问题（需要耗时的编译、合成、路由和放置）转变为可快速编译的软件编码任务。您只需设计一次 DSA，将其下载到 FPGA 中，即可拥有以软件为中心的工作负载特定引擎，从而提高生产力。

数据中心中的许多高级工作负载问题正通过这种方式得以解决（使用相同的硬件覆盖并针对特定 DSA 编译各种程序）。它非常方便，可帮助您非常快速地开发新的工作负载软件。使用硬件覆盖改变了整个问题，FPGA 的可重配置性有助于灵活开发 DSA，应对新兴市场中的无常变化。置身于 Hennessy 和 Patterson 教授所称的计算机架构的新黄金时代，在我看来是一种幸运。

（PS：英特尔® FPGA 加速中心是掌握使用 FPGA 实现 DSA 的知识的理想途径。）