智东西（公众号：zhidxcom）
文 | 心缘

智东西8月28日消息，本周一，2019重庆智博会FPGA智能创新国际大赛总决赛在重庆落下帷幕。

此次盛会由中国国际智能产业博览会主委会与英特尔主办，西永微电园、海云捷讯等承办，旨在推动FPGA、AI、大数据等前沿领域的智能创新。在历时2个月的角逐后， 鲲云科技、清锋时代、品奇数码赢得前三甲，揽获百万大奖拔得头筹。

此时距离英特尔宣布167亿美元收购全球第二代FPGA厂商，一过去4年零2个月；距离英特尔FPGA中国创新中心在重庆揭牌，已过去8个月。

智东西通过与英特尔中国战略合作与创新业务部董事总经理、英特尔创新加速器总负责人李德胜，以及本次大赛获奖团队进行交流，试图还原英特尔在发展FPGA上的思考、付诸的努力、未来的想法。

我们发现，以重庆的创新中心为枢纽，英特尔已经不动声色地编织了一张FPGA生态大网，正力图改造整个中国FPGA生态。

一、FPGA：灵活可定制，开发门槛高

英特尔从以PC为中心向以数据为中心的转型中，现场可编程门阵列（FPGA）是一个关键的角色。

四年前英特尔砸167亿美元将全球第二大FPGA巨头Altera收入麾下，就注定它将与英特尔的CPU等技术资产协同并进，作为一支精锐部队，帮助英特尔开拓新的高增长细分市场。

当前AI芯片市场中，GPU以与深度学习神经网络契合的并行计算方式，迅速成长为AI训练芯片市场的不二霸主。

而在AI推理市场，尽管架构呈现百花齐放之态势，但出于使用惯性、对算力要求相对不高、性价比等因素的考量，英特尔至强CPU仍是很多开发者的选择，截至今年4月，英特尔至强CPU为80%-90%的AI推理市场提供助力。

▲处理器的灵活性与性能差异

面向越来越多的数据处理任务，传统的“硬件大脑”CPU压力倍增，一方面，英特尔优化新一代至强处理器，使其具备更强的AI加速性能；另一方面，“CPU+协处理器”的异构计算形式成为一种主流。

FPGA就在这个协处理器的位置上，扮演着关键角色。

FPGA属于半定制化芯片，也是开发专用芯片（ASIC）之前几乎必须经历的过程，它拥有高吞吐量的特点，且功耗、成本均比GPU更低。

尽管专用芯片（ASIC）按理说能提供更优的算力，但在实际情况中，由于算法的更新换代速度很快，ASIC可能面临刚流片就被市场淘汰的风险，而且但凡找代工厂把芯片做出了，都要一次性支付一比不菲的流片费用。

对于面临算法迭代问题的创企，FPGA的很大一个优势是可编程性，这使得它具备比定制电路ASIC更出色的灵活性，而且无需流片即可快速上市。

同时，FPGA也面临着非常严峻的挑战——开发门槛高，设备成本和费用高，导致创新应用有限、人才极度紧缺。这也是这篇市场长期小众的主要原因。

不过好在，AI应用的野蛮生长，正在为盘踞于通信、航空航天等传统领域已久的FPGA，打开一扇新的应用大门。

相比基本成型的PC、服务器生态，FPGA有无限的可能性，不仅覆盖云边端，也覆盖非常广阔的新兴行业和传统行业应用。

包括在本次大赛期间，我们看到了很多创新的项目，其中有的应用相当令人笔者惊喜，至少在笔者观赛之前，从未想过FPGA还能有这样的应用。

二、大赛前三甲：数据流架构、神奇桌面和3D打印

此次大赛是英特尔FPGA中国创新中心成立以来，首次举办的国际大型FPGA创新赛事。

参赛项目覆盖面非常广泛。在技术层面，除了AI芯片外，还有AI、NLP、机器视觉、大数据等。应用层面更是覆盖到工业物联网、农业、金融、健康、能源等各方面。

报名参赛的团队有400多支，来自11个国家，经过专业评审团根据创新、商业模式等标准的综合评定，最终3支团队分别抱走最终的100万、50万、20万元奖金。

前三甲中，鲲云科技是做AI芯片架构的公司，清锋时代是3D打印公司，品奇数码是AI技术公司。

鲲云科技自研的定制数据流（CAISA）架构，通过多引擎并行，可以比传统架构效率和性价比提升3-6倍，满足各种有固定算法算力需求的AI应用开发商，帮它们降低算力落地成本。

另外，鲲云科技也提供RainBuilder编译工具链，方便用户像使用CPU、GPU一样上手CAISA架构。

基于此架构的面向边缘端和物联网前端的AI推理计算加速卡“雨人”、面向服务器端的深度学习推断计算加速卡“星空”均已迭代到第三代，能实现即插即用。

▲基于星空加速卡的人脸识别检测方案

清锋时代做的项目工业级3D打印解决方案，布局覆盖材料、硬件、软件和产品设计，可完成鞋、眼镜框乃至立体口罩等高精度、高性能材料的定制化生产。原来鞋厂生产要一年半，用3D打印机半年就能完成。

3D打印落地端由数据驱动，他们已经在生产布局中应用FPGA的加速技术。他们还针对3D打印鞋底开发了定制化软件，通过采集鞋子与脚型的三维数据、压力数据，实现鞋型个性化定制，解决合脚问题。

目前，他们考虑的用户数据采集方案有两种，一种是精度不高的2D拍摄，另一种是成熟但成本偏高的3D结构光，这些高密度计算处理人物同样需要FPGA的支持。

▲清锋时代3D打印出的鞋中底

品奇数码采用的是“CPU+FPGA”的优化方案，将产品用于支持他们落地的地铁站安全项目、2000张脸一次性识别的高密度人脸识别项目、以及人机交互项目。

他们的人机交互触控桌，是智博会英特尔展台上最吸睛的Demo之一，把手机、水杯、酒杯、汽车等5000种商品放上去，这个屏幕都能通过AI识别出来，然后触控桌上就会展示产品的各种信息。

据介绍，这款触控桌零售价1.5万元，仅展出一天就卖出了76台设备，销售额破100万元。

▲品奇Magic Table演示

很多未能跻身前三的项目也颇具亮点。比如跻身总决赛的两家AI芯片公司光子算数和西井科技，分别在FPGA上采用了创新的芯片架构。

光子算数是国内首家做商用光子AI芯片的研发商，采用光电异构的计算架构，做用于服务器的光电融合AI计算板卡，通过集成光学对AI计算矩阵运算进行加速，相比传统纯电的AI芯片方案，功耗节省4/5。

西井科技做的是类脑芯片，以此为支柱，他们打造了“芯片+算法”全栈式AI解决方案，在自动驾驶、智慧港口、智慧矿场等场景实现商业落地。

三、围绕五个方向，三年培养一万名人才

正如前文所提及，尽管FPGA市场看起来前景广阔，创新应用也似乎没有什么边界，但人才一直是FPGA长期发展的一大痛点。

中国的形势尤其严峻，FPGA专业人才官方数据大概只有两三万，而中国每年毕业的大学生约700万，十年就有7000万。

想在FPGA有更多的创新，人才问题必须解决，李德胜告诉我们，这也是英特尔FPGA中国创新中心相当长的战略考虑和决心。

李德胜透露，未来三年内，英特尔希望和中国生态一起，在全国范围培养超过10000名FPGA专业人才，将人才库数量较当前提升25%。

执行这一计划的大本营，则是去年12月在重庆启动的英特尔FPGA中国创新中心。

这是英特尔第一个专注于亚太地区FPGA技术和生态的创新中心，也是英特尔创新加速器在中国的唯一FPGA创新中心。

自成立以来，创新中心主要围绕五个方向来推进FPGA应用创新和专业人才建设。

1、FPGA云加速计算中心

英特尔FPGA云加速中心内有100英特尔可编程加速卡和100多台高端服务器、网络和安全设备，通过云加速平台，向全球范围内提供免费的“云接入”加速技术。

今年3月推出以来，该云加速平台已接入50多家企业及科研机构。这一平台可实现远程访问和资源获取，为开发者提供FPGA开发、测试和验证环境。

这样一来，开发者无需自行安装调配底层通用设备，降低了应用FPGA加速能力的门槛，从而可以更聚焦在具体业务的开发。

当前FPGA云加速中心提供线上、线下两种服务模式，开发者可以线上咨询，也可以直接到创新中心咨询和体验。

2、100多例应用示范

在创新中心1100余平方米的展厅中，英特尔展示了100多项创新演示。

既有英特尔的FPGA芯片、计算卡、板卡，也有戴尔等合作伙伴打造的服务器，还有来自全球生态合作伙伴在AI、5G、视频、大数据、云计算、自动驾驶等领域的创新应用。

3、人才培训认证体系制定中

创新中心已和重庆大学、重庆邮电大学等十几所高校建立战略合作关系，已服务36个企业级合作伙伴，设置覆盖初、中、高级别的11门技术培训课程。

仅是今年上半年，创新中心就开设了20多场专门的培训和讲座，参加培训的老师和学生也给了创新中心很多有意义的反馈。

目前，他们也在制定分别面向初级、中级、高级工程师的FPGA专业教材，并在制定更为详细的FPGA培训认证体系。

4、峰会/大赛，催化创新应用

去年举办的FPGA创新峰会，以及刚刚落幕的FPGA国际创新峰会，都是英特尔在峰会、大赛等活动上的重要进展。

通过举办这些活动，英特尔携手合作伙伴搭建了一个生态平台，为创新项目连接生态资源，加速产业应用落地。

5、产业孵化，对接多类资源

在各类活动中，表现出众的创新团队，还有机会获得英特尔专家指导、创新展示、创业培训、创投对接、入驻FPGA创新中心、接入云加速平台资源等多种形式的支持。

据李德胜介绍，近期共计有2000多个政府领导、行业专家来到创新中心交流和参观，这也为创新中心对接到更多的政府项目和产业机会。

在李德胜看来，一定要有创新的应用开发者，他们和行业的专家结合起来之后，才会激发平台、计算力、创新力的潜能，就像AI不仅要重视算力加算法，还要能应用到产业链里。英特尔一直强调的是产学研用一定要结合起来，创新才能真正走的长远。

四、面向3000亿美元，构建最全智能朋友圈

FPGA只是英特尔生态建设计划中的一个分支，面向数据时代，英特尔瞄准的是3000亿美元潜在市场，而要攻下这广阔市场，建立稳固而广泛的生态是前提。

李德胜表示，对英特尔来讲，所谓的生态圈，宽泛地理解是更大的朋友圈。这里面可能有产业界的朋友、政府的朋友、园区落地的朋友，大家相互之间能发生很好的合作，都在推动生态的发展。

英特尔对生态的重视并不是这几年才开始，早在PC时代，每推出一代CPU，主板、电源、机箱、元器件等供应商的配合，已经形成了那个时代的生态产业链。

现在，以数据为中心的生态系统截然不同，AI、5G、物联网、自动驾驶等新兴领域，从技术、产品到生态都趋于多元和多维。

英特尔的合作伙伴，也从传统的对计算硬件有需求的机构或个人，转变为对提升AI、5G等技术能力有需求的机构或个人。

1、广度：探索创新需求，开展多元合作

技术和产品是英特尔的底气。

以前，英特尔聚焦云端和PC的算力支持；现在，英特尔提供覆盖云边端的一系列产品。

以前，英特尔的核心任务就是造芯片；现在，英特尔已经全面布局软件，包括优化的平台、框架、库和工具集，一方面最大程度挖掘硬件算力，另一方面帮助开发者降低操作门槛。

PC的英特尔，更像是一个芯片的“独裁者”，英特尔推出什么样的芯片，市场就围绕这一芯片推出相应的产品。

而现在，市场的芯片品类趋于多样化，英特尔也在转变思路，更多地考虑到市场的需求、合作伙伴的创新需求，试图提供更全面、更能满足不同用户需要的资源和服务。

近年来，英特尔在驱动自身创新的同时，也在平稳地驱动生态链的进化，推动基于AI、5G、自动驾驶等新兴技术的“裂变式创新”。

凭借技术优势和联动上下游产业的能力和经验，英特尔和合作伙伴一起发展FPGA创新生态，一边“打底子”，推进产业加速；一边“拓路子”，推动应用加速。

英特尔不单是和大公司合作，在近几年都花费精力和资源去支持创新的创业公司。

李德胜表示，如果纯粹考虑商业部分，那么只需找一个有成熟产品的大公司；而创企们的创新可能代表未来的方向，创企们和英特尔生态发生化学反应，在英特尔提供各种支持和加速服务后，将来这些企业有可能会成为各行各业新的领军者。

为了更好地聚集技术、人才、资本和产业上下游资源，英特尔还积极参与组建联盟、搭建开放创新平台、制定各类行业标准等。

例如今年1月，英特尔宣布“英特尔人工智能合作伙伴创新激励计划”，还和法雷奥联手制定推广了一个基于RSS、技术中立且由行业主导的自动驾驶汽车新安全标准。

2、深度：聚焦垂直领域，深化技术落地

拓宽生态广度的同时，英特尔也在生态深度上下功夫。

英特尔正在积极推进的AI、机器人等很多领域尚属于婴幼儿区，技术、法规、应用都不完善，这绝非几家公司凭一己之力就能快速填补的空缺。

在每一个聚焦的领域，英特尔早期都做了很多工作，将产业链相关企业配合起来。

另外，围绕英特尔软硬件“全家桶”的底层实力，英特尔和合作伙伴们一直在探索和深化最新技术的应用和落地。

过去一年，英特尔陆续宣布与阿里巴巴、百度云、腾讯云、百度飞桨框架等的合作，从超大型数据中心，到超低功耗设备端，加速各类数据分析和创新应用。

3、培养专业人才，推进前沿研究

正如FPGA与多家高校合作，英特尔就其主攻的各类技术，积极连接产学研界推动人才培养。

典型的方式有人才培养计划、合作高校及科研机构、开展课程及讲座、培训小中高乃至大学的师资、推进社区建设、与合作伙伴创建联合实验室、联合研发创新项目等。

英特尔也不是在孤军奋战，它在各地都有创新加速合作伙伴，这些合作伙伴利用他们的网络和触角，也帮助英特尔支持和发掘了很多优秀的团队。

比如跻身创新大赛前三甲的清锋时代，就是在英特尔合作伙伴的推荐下，决定来参加本次大赛。

除了商业应用外，英特尔也和合作伙伴一起，将先进技术和产品，用于解决科研和社会难题。比如用AI技术保护北极熊、东北虎等濒危动物，修缮箭扣古长城等。

4、研发投入问鼎，创企投资扩张

英特尔在研发方面的高投入是有目共睹的。

根据IC Insights，英特尔的研发与销售比率在过去20年中大幅攀升，这既反映了开发新IC技术的成本持续上涨，也体现英特尔不断加重对研发的投入。

▲2017年全球半导体企业研发投入前十（来源：IC Insights）

IC Insights报告显示，2017年，英特尔的研发投入超130亿美元，比当年整个半导体行业的1/3还多。到2018年，英特尔的年研发投入又增4%，至135亿美元，研发占全年营收的比重高达接近五分之一，继续问鼎全球半导体榜。

投资方面，英特尔投资已在全球57个国家及地区，对超过1530家公司进行了投资，总额超123亿美元，并且有超过660家投资组合公司公开上市或被收购。

从1998年起，英特尔投资已投资140多家中国技术公司，总额超21.3亿美元，其中近40家公司已上市或被收购，截至去年9月底，分布在全国约有40家投资组合公司。

前文我们提到英特尔能带给创企的支持，也是英特尔投资的主要优势：业务网络覆盖全球、与全球生态产业上下游联系紧密、能提供专业技术知识及渠道资源。

去年，英特尔投资总额达3.91亿美元，并在超过2/3的新交易中领投，AI、5G和通信、数据中心、软件和信息安全、物联网和机器人、半导体和存储等都是重点领域。

据2018年全球CVC报告，英特尔投资在当年企业风险投资中，总体活跃度排第三，在AI领域排第二，在网络安全领域排第一。

结语：中国FPGA生态待兴

从英特尔FPGA中国创新中心在重庆启动起，中国已经成为英特尔FPGA生态建设的重要阵地。

中国产业市场广阔，在生态具有全面性，同时中国企业的创新实力和活力正在风暴式成长。

创新中心正扮演着一个中国FPGA枢纽的角色，通过连通产学研投、对接英特尔优质资源、发掘优秀团队、孵化应用创新、培训认证更多专业人才等方式，推动中国FPGA生态的构建。

首届FPGA国际创新大赛已然落幕，参赛团队们也各自重返创业的轨道，正如李德胜所言，这是一个新的开始。

中国FPGA生态的巨轮，才刚刚起航。