用fpga让pc更智能

多年来，由于智能手机的迅猛发展，个人电脑的影响力和重要性一直在下降，如今，个人电脑正在复兴。事实上，由于COVID-19大流行，整个世界都经历了在家工作和在家学习的现实，这将个人电脑的重要性和相关性提升到了一个新的水平。它们已经成为人们现在最依赖的设备。

谢天谢地，时机再好不过了。关键的半导体制造商、软件平台开发商和个人电脑制造商已经把现代个人电脑变成了我们一直希望的那种超级光滑、轻便、功能强大、易于使用的机器，这一点只有密切的行业观察人士知道。在许多层面上，今天的笔记本电脑确实令人印象深刻。

但是当我们开始更加依赖它们的时候，很明显还有一些潜在的改进可以让使用PC的体验变得更好。其中最主要的是将更多人工智能(AI)驱动的智能设备引入个人电脑的能力。在过去几年里，现代智能手机中出现了大量新的人工智能和机器学习功能——从图像处理到基于语音的助手，从增强现实到改进蜂窝连接等等。另一方面，个人电脑已经添加了更温和的人工智能功能，包括幕后电池改进和管理功能等。因此，个人电脑仍然有一些“追赶”工作，以使使用它们的体验像使用智能手机一样简单和令人惊喜。

从技术角度来看，实现这一目标的挑战之一是，一些需要改进的功能需要几乎持续监控传感器和其他组件。反过来，这通常会转化为笔记本电脑的CPU或GPU需要执行的额外任务，从而导致电力需求增加和电池寿命缩短。另一种方法是将CPU和/或GPU从执行这些任务中解放出来，并允许一个极低功耗的FPGA(现场可编程门阵列)芯片来完成这些工作。

正如本博客系列的第一篇文章所讨论的那样:bob88体育登陆一个FPGA底漆“这些芯片被设计用来在非常短的时间内高效地执行某些功能，是一种独特类型的硅，在它们被建成并安装到设备后，可以被编程和重新编程(或更新)。

大多数人不知道的是，一些pc和服务器已经使用了非常简单的fpga版本，特别是用于电源管理和协调初始启动过程。到目前为止，fpga通常还没有被用于pc上执行更高级别的功能，但这是完全可能的。事实上,有许多功能从加速用户存在检测到注意力跟踪、位置跟踪等等，fpga可以为现代pc带来这些功能。

在将FPGA集成到PC设计中可能最初听起来像一点延伸，它实际上只是在Tech产业中一段时间​​内发生的异构计算进步的类型的延续。请记住，一些最早的PC不仅仅是一个基本的CPU。随后添加数字协处理器，有时称为数学或浮点协处理器，它们稍后增强，可从CPU卸下某些任务以提高整体系统性能。后来的GPU进入PC设计，这大大提高了图形性能。将FPGA集成到PCS中的概念只是继续趋势，并带来了能够“升级”电脑功能的灵活性，即使在其建造和销售之后也是如此。

事实上，fpga完全符合当今“智能”ai驱动功能背后的算法模型不断发展的需求。想象一下，你可以根据笔记本电脑的位置自动调整安全设置，或者在不看屏幕的时候关闭屏幕，以节省电池寿命。这些都是集成fpga能够实现的功能类型，它们正是让PC的使用体验更顺畅、更简单、更智能所需要的。

当然，如果不考虑它对系统的其他潜在影响，特别是在电源需求、电池寿命、尺寸和成本方面，那么将另一个协处理器投入到PC设计中是没有意义的。值得庆幸的是，像Lattice Semiconductbob投注软件or公司的iCE40 Ultra Plus™(尺寸仅为2.2mm × 2.5mm，通常仅使用个位毫瓦功率)或CrossLink-NX™(尺寸3.7mm × 4.1mm，功率仅为数十毫瓦)之类的产品，对PC系统设计有极低的物理成本和良好的价格影响。然而，更重要的是，它们为PC系统设计人员带来了新的灵活性和选择，因为它们让PC供应商使用独特的功能定制他们的机器。

从功能上讲，这些微型fpga位于摄像头模块、麦克风等传感器和集成到所有个人电脑芯片组中的传感器集线器之间。当运行在这些fpga上的基于智能视觉的人工智能模型识别出适当的数据时，例如一个人走向PC或某人看着(或离开)屏幕，它们所做的是获取传感器的输出，然后传递给操作系统级别的中断。

尽可能简单，随着这些微小的FPGA中的一个看起来，所产生的益处是歧管。首先，它允许PC的传感器集线器 - 这通常需要在数百毫瓦测量的功率水平 - 保持更长的时间段，从而节省电池寿命。相反，低功耗FPGA是必须保持供电的唯一组件。其次，由于这些中断低于OS并遵循现有标准，因此它们不需要任何操作系统或驱动程序级软件更改。最后，这种低级架构设计也意味着这些功能可以在任何操作系统和任何类型的CPU架构上工作。对于寻求创造独特的差异化的PC设计师来说，他们可以在整个线上传播，这是一个巨大的好处。

那些跟踪个人电脑发展的人都知道，在这个行业的历史上，总有一些关键时刻，新的需求要求增加新的协同处理器来帮助完成这项工作。鉴于越来越多和兴趣AI和ML-powered个人电脑上的特性和功能,以及完美的匹配功能,fpga可以使这些类型的智能工作负载,感觉正确的时间开始考虑如何最好地将fpga集成到未来的电脑设计。随着今天的笔记本电脑的出现，以及它们现在的重要性和相关性，想象随着更多的智能功能的增加，它们将走向何方，使它们似乎对我们共同的未来更加重要。

鲍勃·奥唐奈是总统的首席分析师TECHnalysis研究有限责任公司一家市场研究公司，为科技行业和专业金融团体提供战略咨询和市场研究服务。你可以在Twitter上关注他@bobodtech。