日厂纷公布FPGA研发成果 寻求发展

日本政府为重振日本半导体产业，积极推动各种先进半导体研发计划，其中一个类别就是FPGA(Field Programmable Gate Array)，希望配合人工智能(AI)、物联网(IoT)、与大数据(Bigdata)等新技术，提供更高且更具弹性的机器人等技术应用，并尽快超越目前仍处领先地位的GPU，创造新商机。

目前日本东北大学(Tohoku University)的羽生贵弘教授，正在研发耗电仅需现行FPGA约20%的产品，以磁力控制电路变化，可以让电力只用在运算回路上，不需通过其他电路，不仅运算时可以大幅节省耗电，待机时耗电更不到现有产品的10%，可望减低应用装置的耗电。

而NEC方面开发的省电FPGA，则改用电阻低得多的铜为材料，不仅可以节省待机耗电，运算时更有望将耗电量降低为现行产品的10分之1，回路所占面积大小也只有现在的4分之1。

而且NEC已经把铜材料FPGA装上测试用机器人的关节，用以控制关节马达，确定即时控制机器人姿态时确有效用；接下来则是要让这些FPGA与人工智能组合在同一台机器人上，让机器人移动时能借由各种姿态测量资料，进行自动学习并修改回路，创造运动性能更高的机器人。

FPGA与现在常见的固定电路半导体不同，其内部逻辑电路可在一定程度内依照需要进行修改，比起全部由软体执行运算的一般半导体，更适合即时运算与电路修改，虽然一般来说耗电较大，且在进行固定类型运算时，速度不容易比特制的固定电路产品快，但可即时修正电路则是很大的优点。

目前FPGA多半用在手机的基地台等产品中，但须进行高速处理的数据中心，也逐渐强调FPGA的应用，而在物联网将逐渐普及的现在，强调即时处理的机器人或汽车领域，可望大规模采用FPGA。

因此现在强化FPGA相关技术的厂商，不只是日厂，美国微软(Microsoft)公司的网路搜寻引擎，便在硬体部分采用FPGA，以利加速即时搜寻的处理速度；日本富士通(Fujitsu)旗下研究所也在测试安装FPGA的伺服器系统，据此开发高速影像检索技术，预定在2016年内上市；英特尔(Intel)目前也对这领域有兴趣。

不过在眼前，影像处理的GPU在即时运算方面，仍胜过FPGA一筹，因此美国显示器大厂nVidia在2016年4月就发表新产品，适于人工智能深度学习(Deep Learning)高速即时运算的GPU，与FPGA争夺市场，鹿死谁手还要看后续发展。