赛灵思全新Vitis软件开发平台正式推出上线,要通吃云计算跟边缘设备

《北京直击》过去主打硬件和硬件开发平台的FPGA厂商赛灵思(Xilinx),为何今年会主推一套软件开发平台Vitis与Vitis AI?原因是什么?赛灵思在3日举行亚洲开发者大会时,也透露其背后真正原因,在于加快FPGA应用创新,甚至Xilinx首席执行官Victor Peng更在会中大谈软件对于FPGA发展的重要性,更将它视为是打造新一代自适应运算(Adaptive Computing)平台的一大关键。

不同于以往热门FPGA及硬件开发平台,今年在北京举行的赛灵思开发者大会,很不一样,软件反倒成为了全场最嘱目的焦点,不只是有多场演讲主题谈论都跟软件开发有关,甚至Victor Peng更在第一天主题演讲上宣布,Vitis统一软件平台以及Vitis AI正式推出上线,并已开放免费下载。

一开场,Victor Peng就披露了,该公司近来发展三大战略方向,数据中心优先(Data Center First)、加速核心市场发展(Accelerate Core Markets),以及驱动自适应运算(Adaptive Computing)。为了朝向这三大目标迈进,Xilinx近年来除了推出采用了Alveo芯片的FPGA加速器,还靠着大举并购(如Solarflare)积极朝向数据中心布局,甚至从几年前就开始积极转型,不再只是一家纯硬件公司,更要变身成为一家软件平台商。

Victor Peng也细数这些年转型最重要三大进展,其中前二个都和硬件有关,分别是去年先后推出抢攻AI应用的FPGA加速卡Alveo,以及专为AI推论设计的Versal产品,惟独第三个则是今年才推出的一套软件平台Vitis,早先,赛灵思已在美国开发者大会正式发布这套产品,但直到今天才正式推出上线,并开放软件工程师及AI数据科学家来使用,可用它来创建部署各种加速的应用,在赛灵思FPGA或SoC单芯片,甚至是云计算环境。

Vitis其实是由赛灵思自行打造的一套通用软件开发平台,该公司借由多年下来,在FPGA及其他相关硬件上实例软件开发经验,一路从前期Vivado设计软件、后期OS及固件SDK、嵌入式应用SDSoC、发展到数据中心平台SDAccel,以及AI推论加速等,来打造一套可以通吃云计算到边缘的统一软件开发平台。

 

若以软件架构来看,Vitis是由不同软件组件堆栈而成,其中最底部是Vitis目标平台,中间则有Vitis核心开发组件(Xilinx Runtime、编辑器、分析器等),Vitis加速函数库(如OpenCV、BLAS、金融),以及最上层的Vitis AI开发工具,通过这些软件堆栈,来创建统一而且一致性地的开发环境。以开发工具为例,Vitis本身也提供了多种开发工具组件,包含一般常见以及特定领域用的函数库都有,如视觉与图像、金融等,共8大函数库多达400项功能。还支持了软件开发者惯用程序语言,如C ++等。

另针对特定领域开发环境,Vitis还集成一个Vitis AI开发工具,专门就是帮助AI开发者用于加速AI及机器学习开发,Vitis AI不只支持主流ML开发框架,如TensorFlow、PyTorch、Caffe等,还集成多种AI开发组件,包括AI优化器、AI量化器、AI编辑器,以及AI分析器等,更支持深度学习这一类DSA(专用领域)应用架构的DNN处理器,例如计算机视觉CNN、LTSM及MLP多层感知神经网络。AI科学家能很快利用这些好用框架、开发工具,用来加速AI或DL模型在FPGA上执行,以创建行业所需的特定领域AI应用。

以AI应用开发为例,当使用TensorFlow框架设计与训练神经网络时,现在AI开发者能够通过Vitis AI对于TensorFlow模型优化,再将优化完的AI模型经过编译之后放进一个可程序化的DNN处理器,并实例在FPGA上,赛灵思表示,相较传统开发方式,因为是直接对框架进行编译,可以大大缩短编译时间,数分钟内就能完成,因此,可以加快深度学习开发,并且快速更新迭代。除了Vitis AI,Vitis之后也将支持FFmpeg影音编码格式的Xilinx视频方案,可用于如基因研究及分析等。

在FPGA上使用Vitis软件开发的最大好处,赛灵思软件及AI产品市场规划副总裁Ramine Roane的回答也很直接,“就是开发速度”,他表示,过去硬件导向开发方式,已无法跟上企业创新速度,即使有提供硬件开发工具,但在开发速度上很难在有突破性增长,“想要加快开发速度,就得要靠软件,提升开发效率,经由缩短FPGA开发周期,才能赶上AI创新的脚步,”这也是为何赛灵思今年会推出这套软件平台的背后原因。

他补充,以前软件开发人员,要自行在FPGA硬件上开发应用很困难,但是现在推出这个软件平台之后,对于软件人员来说,则是提供了一种以软件为导向的新开发方式,得以降低FPGA进入门槛。

更进一步,他指出,企业用户能够在无须更换制程更先进的CPU前提下,打造出符合行业自身需求的专属硬件架构,如此一来,才能赶上创新的速度。这也正是赛灵思想要通过可程序化软件平台实现的自适应运算架构。

赛灵思软件及AI产品市场规划副总裁Ramine Roane强调,“Vitis最大好处,在于能够经由缩短FPGA开发,跟上AI创新的脚步。”

虽然,赛灵思强调Vitis容易上手,即使本人不具备硬件开发的专业知识也能用,但开发者本身仍需具有一定程度的基本概念或硬件知识才行。除此之外,光只有Vitis软件平台还不够,为了要吸引更多来自各地软件好手加入,赛灵思不只免费开放供人使用,还成立开发者网站(Developer.Xilinx.com),除了在这个网站提供各种实例教学、最新技术文章,开发者也能够通过这个网站直接向Vitis专家发问,或寻求协助。目前已开放测试。

两周前Vitis已开始提供下载,赛灵思表示,至今已有超过一千次以上下载,另外,目前在中国、日本、韩国皆已有企业,在自动驾驶领域、5G部署上开始有相关试用案例。如三星、日立、Pony.ai等。

在赛灵思亚洲开发者大会现场,赛灵思也展示如何将常见人脸识别应用,利用Vitis与Vitis AI软件工具,在现有FPGA硬件上加以实例完成。

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