AI架构师必知必会系列：FPGA加速与AI_fpga 云侧ai与端侧ai

作者：禅与计算机程序设计艺术

1.背景介绍

FPGA简介

先简单介绍一下什么是FPGA（Field Programmable Gate Array），即可编程门阵列。它是一个集成电路，由一组逻辑门、寄存器、时序逻辑电路等组成，可以配置出各种不同的功能和结构。FPGA可以在逻辑上分成多个逻辑块，每个逻辑块都可以用不同的资源进行配置，从而实现不同类型的功能。其最大的特点就是可以自定义，用户可以通过在板上安装多个FPGA核，对其配置不同的逻辑进行组合，实现复杂的功能。因此，FPGA为IoT终端设备的应用提供了无限的可能性。

AI简介

AI，即人工智能，是指让计算机具有“学习”、“推理”和“改造”等能力的科技领域。它通过获取大量的训练数据并分析其中的规律性、模式、关联关系，最终得出基于数据的预测模型，对未知的数据做出反应。传统的AI技术在处理大量数据和计算能力方面都存在不足之处，因此近年来兴起了基于FPGA的分布式AI集群。

2.核心概念与联系

CPU vs GPU

首先要明确区别CPU和GPU的概念，由于FPGA内部集成了DSP（Digital Signal Processor）芯片，因此可以比CPU更高效地执行固定功能。同时FPGA也拥有自己的内存，而且可以直接访问主机内存，这使得FPGA在运算速度上远远超过CPU和GPU。但是FPGA无法支持图形处理、视频处理等高级计算任务，这就使得其只适合用来做一些特定任务的快速处理。因此，通常情况下，我们会把处理时间比较长且处理要求比较苛刻的任务交给FPGA，其他任务则由CPU或GP