又一張王牌：賽靈思用SOC賦能工業(yè)和醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)

單祥茹

在剛剛過去的2019財(cái)年，賽靈思（Xilinx）的年銷售額突破了30億美元，業(yè)績同比增長24%?，F(xiàn)在的賽靈思已經(jīng)擁有60項(xiàng)行業(yè)第一，持有的專利數(shù)幾乎與其全球員工數(shù)量相同，是一家真正意義上的創(chuàng)新性企業(yè)。盡管創(chuàng)新對于科技企業(yè)來說非常重要，然而對于工業(yè)和醫(yī)療客戶而言，耐用性，也就是產(chǎn)品生命周期的長壽性更加重要，在這方面賽靈思同樣贏得了客戶的認(rèn)可。 “盡管賽靈思一直是以FPGA的發(fā)明者而著稱，但是真正驅(qū)動(dòng)我們在工業(yè)領(lǐng)域業(yè)務(wù)的是ZynqSoC。對于工業(yè)和醫(yī)療客戶來說，尺寸和價(jià)格非常重要，賽靈思的SOC產(chǎn)品系列能在這些領(lǐng)域?yàn)榭蛻籼峁└叩膬r(jià)值?！辟愳`思公司工業(yè)、視覺、醫(yī)療及科學(xué)（ISM）市場總監(jiān)Chetan Khona先生表示。

賽靈思的ISM包括工業(yè)、視覺、醫(yī)療、科學(xué)以及航天和軍工，是賽靈思的第四大業(yè)務(wù)部門，業(yè)務(wù)收入占到公司總收入的1/4，而客戶數(shù)目位列第一。多年來，通過Zynq SoC及ZynqUltraSale+MPSoC系列，賽靈思已經(jīng)滲透到工業(yè)、醫(yī)療、視覺、科學(xué)等諸多領(lǐng)域?！按蛟祆`活應(yīng)變、萬物智能的世界”是賽靈思公司的使命，那么，在打造靈活應(yīng)變、萬物智能的工廠、醫(yī)院和城市上，賽靈思又有怎樣的中國市場戰(zhàn)略呢？

為工業(yè)和醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)選擇靈活應(yīng)變的方案是上策

工業(yè)和醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)有一個(gè)共性趨勢，那就是產(chǎn)生的數(shù)據(jù)呈爆炸性增長。5～10年前，數(shù)據(jù)大部分用于一些本地應(yīng)用。今天，隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來，越來越多的設(shè)備已經(jīng)連接到網(wǎng)絡(luò)上，如何使用這些數(shù)據(jù)成為巨大挑戰(zhàn)。在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（HoT）和醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)（HcloT）領(lǐng)域，每天將產(chǎn)生2.5艾字節(jié)（1018）數(shù)據(jù)。如何幫助客戶盡可能高效且有效地利用數(shù)據(jù)成為賽靈思在該領(lǐng)域的戰(zhàn)略核心。

靈活應(yīng)變方案利于資產(chǎn)保值。Chetan Khona提出，數(shù)據(jù)能夠帶來很多的好處，以工業(yè)市場為例，第一，根據(jù)大數(shù)據(jù)分析可以做預(yù)測性維護(hù)，以盡可能降低工廠停工時(shí)間。第二，可以依據(jù)大數(shù)據(jù)做出資產(chǎn)分析，了解客戶的購買習(xí)慣，從而創(chuàng)造新的收入流。第三，連接性。連接性是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。OTA（Over-The-Air）的更新對于汽車行業(yè)尤其重要，對于工廠和醫(yī)院來說也非常重要，因?yàn)楣S和醫(yī)院的很多資產(chǎn)比較昂貴，如果能延長它們的生命周期和使用壽命，將有助于提高企業(yè)的資產(chǎn)利用率。目前市場上的解決方案大多是采用軟件升級(jí)，只有賽靈思可以提供硬件+軟件的靈活應(yīng)變方案，并且性能非常出色。

現(xiàn)在，“云”的概念已經(jīng)深入人心。因此很多物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)常常會(huì)選擇將數(shù)據(jù)上傳到云端去解決具體的問題。Chetan Khona表示，賽靈思并沒有采用這種方案，而是根據(jù)最合理的方式來配置計(jì)算資源。如果問題能在設(shè)備端解決就會(huì)提供邊緣計(jì)算方案，需要在云端解決的問題才會(huì)將數(shù)據(jù)上傳至云端，并且賽靈思的方案還能解決設(shè)備端到云端之間的任何問題。一句話，賽靈思SOC方案以靈活應(yīng)變的架構(gòu)支持工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)市場獨(dú)特的需求。

醫(yī)療大數(shù)據(jù)的隱私與安全問題是所有應(yīng)用中敏感性最高的。另外，來自網(wǎng)絡(luò)黑客的威脅并不是靜態(tài)的，隨著時(shí)間的推移，關(guān)于安全的威脅將不斷加大。而醫(yī)院的資產(chǎn)總是希望有更長的生命周期。Chetan Khona認(rèn)為，區(qū)別于市場上其他解決方案，賽靈思SoC FPGA方案有兩個(gè)突出優(yōu)勢，一是賽靈思解決方案不僅軟件可升級(jí)，還能夠?qū)蛻舻挠布M(jìn)行升級(jí)。二是方案中的數(shù)據(jù)保護(hù)遵守了很多全球性的標(biāo)準(zhǔn)?！霸卺t(yī)療數(shù)據(jù)上，我們主要遵守IEC62443標(biāo)準(zhǔn)。在網(wǎng)絡(luò)安全上則主要遵守IEC61508標(biāo)準(zhǔn)。另外賽靈思還是工業(yè)安全聯(lián)盟和網(wǎng)絡(luò)安全委員會(huì)的成員。在設(shè)計(jì)Zynq和Zynq UltraScale+ MPSoC產(chǎn)品系列之初，我們就非常關(guān)注安全性問題，并不是設(shè)計(jì)好之后再附加的特點(diǎn)。無論是Zynq UltraScale+還是Znq-7000SOC，產(chǎn)品均經(jīng)過了多方面的評估，包括TuV等。除了芯片外，我們的軟件和工具也經(jīng)過了安全評估。雖然過程極其復(fù)雜，但是這些安全措施為賽靈思贏得了客戶的信任。賽靈思SoC FPGA不僅是市場上唯一一款經(jīng)過安全認(rèn)證的方案，還支持邊緣人工智能?！盋hetan Khona表示。

反應(yīng)時(shí)間是IIoT和HcIoT另一重要的關(guān)注點(diǎn)，并因此推動(dòng)了邊緣計(jì)算智能的發(fā)展。DaveMcCrory和Lew Tucker分別提出了數(shù)據(jù)重力、數(shù)據(jù)慣性這兩個(gè)術(shù)語，指的是在理想狀態(tài)下數(shù)據(jù)的成本和有效性，以及效率的理想架構(gòu)，這是與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)密切相關(guān)的兩個(gè)概念。核心觀點(diǎn)是指數(shù)據(jù)在哪里收集就應(yīng)在哪里處理，只有這樣才能達(dá)到效率和成本的最優(yōu)化。如果將數(shù)據(jù)放到云端去存儲(chǔ)和處理，將產(chǎn)生連接、存儲(chǔ)、處理三個(gè)方面的成本。Chetan Khona給出了一個(gè)電廠的例子，其中僅電廠的云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)，每個(gè)月的成本就超過1.3萬美元。如果在本地對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后將處理完的數(shù)據(jù)上傳到云端，即節(jié)省了成本，反應(yīng)速度還能大幅提高。因此，賽靈思認(rèn)為應(yīng)該把智能定義在邊緣，在邊緣對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

IIoT和HcIoT還將改變開發(fā)者的創(chuàng)建方式。10年或者更早以前，一個(gè)公司內(nèi)部常常會(huì)有多個(gè)工程師團(tuán)隊(duì)，在設(shè)計(jì)方面也是獨(dú)立做決策，可能一個(gè)團(tuán)隊(duì)選擇了PPC、VxWorks、CAN，另一個(gè)選擇Arm、Linux、MATT，其他的還可能選擇x86、Windows、OPC UA，之所以能夠自主選擇，主要是因?yàn)楫?dāng)時(shí)的系統(tǒng)相對比較簡單。隨著系統(tǒng)越來越復(fù)雜，工程師團(tuán)隊(duì)需要一個(gè)產(chǎn)品線內(nèi)部和跨產(chǎn)品線均可擴(kuò)展的平臺(tái)?！翱蛻粼跇?gòu)建IIoTfHHcIoT時(shí)之所以首選ZynqfUZynqUltraScale+MPSoC，是因?yàn)槲覀兡軌蛱峁┮粋€(gè)共性化的平臺(tái)。比如Zynq SoC中的Arm內(nèi)核可以為云開發(fā)提供服務(wù)，同時(shí)還能提供IT（信息技術(shù)）和OT（運(yùn)營技術(shù)）的支持，以及FPGA的定制化，工業(yè)性能加定制功能使得我們的產(chǎn)品非常有吸引力?！盋hetan Khona表示。

“千萬不要認(rèn)為上面所述僅僅是理論層面，在實(shí)踐中確已發(fā)生，并且在中國有實(shí)際案例?！盋hetan Khona特別強(qiáng)調(diào)。南瑞（NARI）是一家電力設(shè)備公司，提供電氣控制、保護(hù)、合并和切換等業(yè)務(wù)，賽靈思Zynq和ZynqUltraScale+MPSoC產(chǎn)品為其提供了一個(gè)出色的公共開發(fā)平臺(tái)。

賽靈思工業(yè)與視覺解決方案總覽

賽靈思是一家半導(dǎo)體公司，對于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)用戶來說，他們需要的是一個(gè)全套的、系列的解決方案，其中包括通過提供安全性的連接、控制、視覺、線路、軟件和人工智能開發(fā)他們需要的產(chǎn)品。“賽靈思并不是所有領(lǐng)域的專家，因此我們會(huì)使用非常廣泛的生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)中的專業(yè)、技術(shù)和知識(shí)能力，幫助我們的客戶從賽靈思工業(yè)與醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)解決方案堆棧中選擇他們所需要的解決方案。”因時(shí)間原因，Chetan Khona只重點(diǎn)介紹了面向工業(yè)、視覺、醫(yī)療和科學(xué)應(yīng)用的賽靈思邊緣人工智能——賽靈思AI。

賽靈思AI是支持實(shí)現(xiàn)低時(shí)延、高性能的DNN解決方案，賽靈思去年通過并購北京深鑒科技獲得了一些技術(shù)和能力，另有一些是通過與其他企業(yè)的合作，包括KORTIQ、HALCON、SiliconSoftware等，來增加內(nèi)部的解決方案。Chetan Khona表示：“我們的AI一方面可與高性能的服務(wù)器進(jìn)行競爭，也可以把它作為嵌入式器件。比如我們給出的解決方案Pynq（即Python+Zynq），這是我們幾年前開發(fā)的開源產(chǎn)品，非常受年輕的工程師歡迎。它更像是一個(gè)開源社區(qū)，隨著更多的大學(xué)畢業(yè)生進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域，Python在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也會(huì)越來越多?！?/p>

在吞吐量、時(shí)延以及應(yīng)用加速等AI計(jì)算性能上，賽靈思AI相比高端CPUfpGPU也展現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。Chetan Khona認(rèn)為其中的秘訣有兩點(diǎn)：一是賽靈思的架構(gòu)非常靈活。無論是人工智能還是機(jī)器學(xué)習(xí)，其架構(gòu)都是快速變化的，兩年前人工智能推斷最優(yōu)的精度是16位浮點(diǎn)，現(xiàn)在大家認(rèn)為8位定點(diǎn)是最優(yōu)的。賽靈思AI能同時(shí)支持16位浮點(diǎn)和8位定點(diǎn)，并隨著機(jī)器學(xué)習(xí)的不斷創(chuàng)新而靈活應(yīng)變。二是剪枝技術(shù)。當(dāng)工程師創(chuàng)立一個(gè)模型時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)其中很多無用的節(jié)點(diǎn)對精度沒有太大幫助，通過剪枝去除，就可以使系統(tǒng)從低性能轉(zhuǎn)向高性能，然而精度并沒有任何損失，功耗也有大幅降低?，F(xiàn)在，知名的安全設(shè)備公司——曠視，已經(jīng)開始使用賽靈思的邊緣人工智能。

Alveo加速器卡是賽靈思的新產(chǎn)品，是一個(gè)集成的開發(fā)板。插入PC卡槽后，就相當(dāng)于CPU的加速卡，加速性能非常明顯。相比傳統(tǒng)方案，數(shù)據(jù)庫搜索和分析提速90倍、金融計(jì)算提速89倍、機(jī)器學(xué)習(xí)提速20倍、視頻處理提速12倍、高性能計(jì)算和生命科學(xué)提速10倍。據(jù)ChetanKhona介紹，工業(yè)和醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)均可使用Alveo加速器卡。在做機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃時(shí)，整個(gè)過程需要高強(qiáng)度的計(jì)算，Alveo加速器卡非常適合這種應(yīng)用。Alveo加速器卡與一臺(tái)PC配合就可以控制8個(gè)機(jī)器人。

在實(shí)際應(yīng)用中，高延時(shí)和較大的帶寬需求并不適合IIoT和HcIoT。為此，賽靈思還與亞馬遜云服務(wù)進(jìn)行合作，在AWS Greengrass框架下，將應(yīng)用從云端移動(dòng)到邊緣。

如果說傳統(tǒng)的器件提供了DSP和FPGA等通用功能，ZynqfHZyn悶UltraScale+MSoC相當(dāng)于集成了六大板塊，包括通用處理器、 DSP/GPU、模擬、GPGPU、Security處理器和Safty處理器。這種高度集成為客戶提供了前所未有的價(jià)值。

工業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)品路線圖

FPGA、SoC、MPSOC、RFSoC、ACAP，是賽靈思完整的產(chǎn)品發(fā)展路線圖，最新的ACAP相應(yīng)地推出一個(gè)品牌系列-Versal，而Versal又包含6個(gè)子系列，包括今年推出的AI Core系列和Prime（基礎(chǔ)版），以及Premium（旗艦版）、AIEdge、AI RF等。在工業(yè)領(lǐng)域最重要的是AI Edge系列，AI Edge強(qiáng)調(diào)的是一種能力，重點(diǎn)突出了低功耗和高性能，另外還能夠提供非常好的機(jī)器學(xué)習(xí)和工業(yè)領(lǐng)域人工智能等性能，可以用于機(jī)器視覺、超聲設(shè)備和超聲手持等。

MChetan Khona介紹，現(xiàn)在，ZynqfpZynqUltraScale+MPSoC均部署了Edge AI，未來它會(huì)是Versal的一個(gè)子系列，并在每瓦性能上力爭達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先?？梢钥隙ǖ氖?，Zynq UltraScale+MPSOC將成為賽靈思系列產(chǎn)品中在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)市場最成功的產(chǎn)品。

是德科技以前沿科技打造安全互聯(lián)世界

是德科技在上海成功舉辦了Keysightworld 2019行業(yè)盛會(huì)，并在此次大會(huì)上展示了是德利;技在其主要技術(shù)領(lǐng)域的系列創(chuàng)新解決方案。作為一家領(lǐng)先的技術(shù)公司，是德利技致力于幫助企亞、設(shè)備及服務(wù)提供商加速創(chuàng)新，打造一個(gè)安全互聯(lián)的世界。

繼去年大會(huì)成功舉辦后，Keysight World今年第二次在上海舉行，重點(diǎn)向客戶展示了一系列創(chuàng)新技術(shù)，包括：5G解決方案提高數(shù)據(jù)吞吐量，解決空口測試挑戰(zhàn)。是德科技可以提供從芯片到設(shè)備再到網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)細(xì)分領(lǐng)域的測試解決方案。了解更多關(guān)于5G設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的一致性測試要求，數(shù)據(jù)中心和電信解決方案滿足數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)（如PCIe5.0和DDR5）需求，能夠提供面向400G及更高速率的測試解決方案;是德科技廣泛的數(shù)據(jù)中心測試解決方案，可以覆蓋從第1層物理層測試到第2-7層的全網(wǎng)測試需求。汽車和能源解決方案，支持自動(dòng)駕駛、先進(jìn)動(dòng)力系統(tǒng)、雷達(dá)、V2X（車聯(lián)萬物）和車載以太網(wǎng)設(shè)計(jì)，確保它們能夠安全可靠投放市場。物聯(lián)網(wǎng)測試解決方案可以覆蓋整個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)：從物理層信號(hào)完整性到應(yīng)用層負(fù)載測試和安全，是德科技可以幫助您打造能夠靈活擴(kuò)展的物聯(lián)網(wǎng)。

在產(chǎn)品展示部分，此次Keysight Worldj會(huì)還同時(shí)展出了太赫茲、量子、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行與安全、PathWave、KeysightCare等測試測量及服務(wù)解決方案。

此次Keysight World上海大會(huì)吸引了1，000多位客戶來到現(xiàn)場參會(huì)，還有2，000多人在線觀看了大會(huì)直播。憑借面向5G、人工智能、云、數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)安全和汽車等領(lǐng)域的最新產(chǎn)品和解決方案，是德科技將與中國客戶和合作伙伴攜手并進(jìn)，充分把握市場機(jī)遇，共同打造安全互聯(lián)世界。