参考中国报告网发布《2017-2021年中国人工智能市场发展现状及投资方向研究报告》
什么是FPGA
FPGA（Field Programmable Gate Array）是指可编程逻辑器件。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。相对于ASIC这种设计完成不能动态修改的缺点，它最大的优势在于动态：设计芯片过程中，大部分功能可以随时修改，例如在芯片研发设计阶段、在PCB板子组装阶段，甚至在系统设备完成后。
灵活：FPGA的功能特性可以在系统开发的任何阶段修改，ASIC则是固定形式芯片，一旦开发流片完毕，若再次修改功能则需要重新设计。
速度：正是因为FPGA的灵活特性，FPGA可以与系统设计同步进行，随时随地修改，减少下游系统开发时间。
集成：现在FPGA通常包括处理器，传输接口（28Gbps或更高），图像处理模块、存储RAM模块等。集成更多地模块意味着可以在后期印刷电路板上尽量少的使用器件，从而减少空间占用，提高可靠性，提高系统集成度。
成本：一般来说生产ASIC的成本相对较高，FPGA的寿命通常可以达到15年，这样可以避免重复设计、生产ASIC的花费。
FPGA在人工智能中的应用
数据中心：大数据时代，数据中心的规模逐渐扩大，目前传统串行CPU行结构就成了数据中心发展的瓶颈，，如果使用CPU+FPGA结构，利用FPGA动态处理数据的能力，数据中心就可以把单位功耗下的数据处理能力提高。另外，由于数据量越来越大，外部存储接口带宽有限，多核CPU不能充分发挥自己的计算优势，借助FPGA的帮助，FPGA可以提前处理数据，把数据压缩、过滤以减少带宽压力。这样用户可以实现实时分析数据，加速数据处理。这也是Intel以160亿美金收购FPGA巨头Altera的主要目的。
2016年市场规模有55亿美金，预计到2022年将达到72亿美金的市场规模，年复合增长率达到5%。FPGA领域是寡头垄断行业，行业前两名公司占领了绝大部分市场份额，即Xilinx和Intel。2016年Xilinx占有50%的市场份额，Intel占有38%的市场份额。我国在这方面比较薄弱，还没有成规模的厂商。
FPGA主要应用于通信、军队、工业、自动驾驶等领域，其中自动驾驶与数据中心将是未来增长的核心，据预测到2018年仅仅数据中心芯片的市场规模将达到10亿美金以上。
大数据时代，云计算的市场逐步扩大。据预测到2018年云计算市场规模将达到1275亿美金，年复合增长率将达到22.8%。云计算市场的快速增加必然加大对数据中心服务器的需求。在数据中心成本中，77%的花费在硬件配置，23%的费用在软件方面。
综上所述，相对于GPU，FPGA在动态处理数据方面比较有优势，可以和CPU优势互补，形成FPGA+CPU的架构，所以在自动驾驶、数据中心等人工智能领域将有一席之地。但是由于本身架构的限制，FPGA数据处理上主要应用于数据Inference（推理），在数据训练（training）能力上和GPU还有很大差距。
什么是FPGA
FPGA（Field Programmable Gate Array）是指可编程逻辑器件。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。相对于ASIC这种设计完成不能动态修改的缺点，它最大的优势在于动态：设计芯片过程中，大部分功能可以随时修改，例如在芯片研发设计阶段、在PCB板子组装阶段，甚至在系统设备完成后。
FPGA Stratix
资料来源：中国报告网整理
FPGA相比与其他芯片的优势灵活：FPGA的功能特性可以在系统开发的任何阶段修改，ASIC则是固定形式芯片，一旦开发流片完毕，若再次修改功能则需要重新设计。
速度：正是因为FPGA的灵活特性，FPGA可以与系统设计同步进行，随时随地修改，减少下游系统开发时间。
集成：现在FPGA通常包括处理器，传输接口（28Gbps或更高），图像处理模块、存储RAM模块等。集成更多地模块意味着可以在后期印刷电路板上尽量少的使用器件，从而减少空间占用，提高可靠性，提高系统集成度。
成本：一般来说生产ASIC的成本相对较高，FPGA的寿命通常可以达到15年，这样可以避免重复设计、生产ASIC的花费。
FPGA在人工智能中的应用
数据中心：大数据时代，数据中心的规模逐渐扩大，目前传统串行CPU行结构就成了数据中心发展的瓶颈，，如果使用CPU+FPGA结构，利用FPGA动态处理数据的能力，数据中心就可以把单位功耗下的数据处理能力提高。另外，由于数据量越来越大，外部存储接口带宽有限，多核CPU不能充分发挥自己的计算优势，借助FPGA的帮助，FPGA可以提前处理数据，把数据压缩、过滤以减少带宽压力。这样用户可以实现实时分析数据，加速数据处理。这也是Intel以160亿美金收购FPGA巨头Altera的主要目的。
FPGA+CPU架构图
资料来源：中国报告网整理
FPGA市场分析2016年市场规模有55亿美金，预计到2022年将达到72亿美金的市场规模，年复合增长率达到5%。FPGA领域是寡头垄断行业，行业前两名公司占领了绝大部分市场份额，即Xilinx和Intel。2016年Xilinx占有50%的市场份额，Intel占有38%的市场份额。我国在这方面比较薄弱，还没有成规模的厂商。
FPGA主要应用于通信、军队、工业、自动驾驶等领域，其中自动驾驶与数据中心将是未来增长的核心，据预测到2018年仅仅数据中心芯片的市场规模将达到10亿美金以上。
亚太地区FPGA市场按应用市场规模预测。
数据来源：中国报告网整理
2016FPGA市场份额比较
数据来源：中国报告网整理
大数据时代，云计算的市场逐步扩大。据预测到2018年云计算市场规模将达到1275亿美金，年复合增长率将达到22.8%。云计算市场的快速增加必然加大对数据中心服务器的需求。在数据中心成本中，77%的花费在硬件配置，23%的费用在软件方面。
云计算市场规模以及增长率
数据来源：中国报告网整理
数据中心软、硬件市场份额比例
数据来源：中国报告网整理
FPGAVSGPU优劣势对比综上所述，相对于GPU，FPGA在动态处理数据方面比较有优势，可以和CPU优势互补，形成FPGA+CPU的架构，所以在自动驾驶、数据中心等人工智能领域将有一席之地。但是由于本身架构的限制，FPGA数据处理上主要应用于数据Inference（推理），在数据训练（training）能力上和GPU还有很大差距。
CPU、GPU与FPGA应用方向对比
资料来源：中国报告网整理
GPU与FPGA+CPU优劣势对比
资料来源：中国报告网整理
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