FPGA芯片，服务器硬件的未来之选 (fpga芯片服务器)
随着科技技术的不断发展，服务器的应用越来越广泛。从最初的单一用途，到如今应用于各类企业、各行各业等场景，服务器硬件面临的挑战也越来越严峻。而在这个硬件市场中，FPGA（现场可编程门阵列）芯片已经被不少人视为未来的选择。
FPGA芯片经历了多年的发展，现在已成为一款非常强大的芯片。与ASIC、GPU等芯片相比，FPGA的更大特点就是可编程性。它通常被用来替换GPU的一些工作，也被广泛用于加速服务器上的一些计算任务。FPGA芯片可以在硬件级别上编程，可以根据具体需求进行特殊的计算，比如加密、压缩、算法等。在服务器上应用FPGA芯片可以提高计算速度，大幅减少计算时间。
FPGA芯片之所以能成为服务器硬件的未来之选，还有很多其他的原因。比如FPGA的可定制性。服务器硬件的可定制性很重要，因为每个企业、每个行业所需的功能和规模都不一样。而FPGA芯片可以根据不同需要配置，不同的企业和行业可以使用不同的FPGA芯片来满足其各自的需求。FPGA芯片的灵活性和可定制性，使得硬件供应商可以借此满足客户需求，从而提高客户的满意度。
此外，FPGA芯片还有一个很关键的优势，就是能够实现硬件虚拟化。硬件虚拟化是通过软件模拟出硬件环境，以模拟运行多个操作系统和应用程序。这样，一台物理服务器就可以同时支持多个虚拟机平台在上面运行。而在这个过程中，FPGA芯片可以实现一些高速的I/O接口、安全性能和能耗优化等方面的需求，从而为大家所熟知。
FPGA芯片还可以让服务器硬件更加紧凑简洁。在传统的服务器硬件中，需要很多的卡扩展。FPGA芯片可以很好地集成传统硬件中多个卡扩展的功能，从而缩小了服务器硬件的体积。这样就能够在保持高性能的同时，减少硬件的复杂性和体积，为数据中心相关机房带来了方便。
FPGA芯片不断的推出新功能，各个方面的优势也得到了充分体现，其应用面正在不断拓展。在未来的硬件市场中，FPGA芯片无疑将成为服务器硬件的未来之选。对于业界相关人士，对FPGA芯片的了解和研究是非常重要的，为自己和公司带来新的发展机会。
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什么是FPGA?FPGA是什么意思
FPGA(Field-Programmable Gate Array)，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。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。 FPGA工作原理 FPGA采用了逻辑单元阵列LCA(Logic Cell Array)这样一个概念，内部包括可配置逻辑模块CLB(Configurable Logic Block)、输出输入模块IOB(Input Output Block)和内部连线(Interconnect)三个部分。 现场可编程门阵列(FPGA)是可编程器件。与传统逻辑电路和门阵列(如PAL，GAL及CPLD器件)相比，FPGA具有不同的结构，FPGA利用小型查找表(16×1RAM)来实现组合逻辑，每个查找表连接到一个D触发器的输入端，触发器再来驱动其他逻辑电路或驱动I/O，由此构成了既可实现组合逻辑功能又可实扰羡现时序逻辑功能的基本逻辑单元模块，这些模块间利用金属连线互相连接或连接到I/O模块。FPGA的逻辑是通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现的，存储在存储器单元中的值决定了逻辑单元的逻辑功能以及各模块之间或模块与I/O间的联接方式，并最终决定了FPGA所能实现的功能，FPGA允许无限次的编程. 基本特点 1)采用FPGA设计ASIC电路(专用集成电路)，用户不需要投片生产，就能得到合用的芯片。 2)FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片。 3)FPGA内部有丰富的触发器和I/O引脚。 4)FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用更低、风险最小的器件之一。 5) FPGA采用高速CMOS工艺，功耗低，可以与CMOS、TTL电平兼容。 可以说，FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的更佳选择之一。 FPGA是由缓森拍存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态的，春渣因此，工作时需要对片内的RAM进行编程。用户可以根据不同的配置模式，采用不同的编程方式。 加电时，FPGA芯片将EPROM中数据读入片内编程RAM中，配置完成后，FPGA进入工作状态。掉电后，FPGA恢复成白片，内部逻辑关系消失，因此，FPGA能够反复使用。FPGA的编程无须专用的FPGA编程器，只须用通用的EPROM、PROM编程器即可。当需要修改FPGA功能时，只需换一片EPROM即可。这样，同一片FPGA，不同的编程数据，可以产生不同的电路功能。因此，FPGA的使用非常灵活。 FPGA有多种配置模式：并行主模式为一片FPGA加一片EPROM的方式;主从模式可以支持一片PROM编程多片FPGA;串行模式可以采用串行PROM编程FPGA;外设模式可以将FPGA作为微处理器的外设，由微处理器对其编程。 如何实现快速的时序收敛、降低功耗和成本、优化时钟管理并降低FPGA与PCB并行设计的复杂性等问题，一直是采用FPGA的系统设计工程师需要考虑的关键问题。如今，随着FPGA向更高密度、更大容量、更低功耗和集成更多IP的方向发展，系统设计工程师在从这些优异性能获益的同时，不得不面对由于FPGA前所未有的性能和能力水平而带来的新的设计挑战。 例如，领先FPGA厂商Xilinx最近推出的Virtex-5系列采用65nm工艺，可提供高达33万个逻辑单元、1,200个I/O和大量硬IP块。超大容量和密度使复杂的布线变得更加不可预测，由此带来更严重的时序收敛问题。此外，针对不同应用而集成的更多数量的逻辑功能、DSP、嵌入式处理和接口模块，也让时钟管理和电压分配问题变得更加困难。 幸运地是，FPGA厂商、EDA工具供应商正在通力合作解决65nm FPGA独特的设计挑战。不久以前，Synplicity与Xilinx宣布成立超大容量时序收敛联合工作小组，旨在更大程度地帮助系统设计工程师以更快、更高效的方式应用65nm FPGA器件。设计软件供应商Magma推出的综合工具Blast FPGA能帮助建立优化的布局，加快时序的收敛。 最近FPGA的配置方式已经多元化!
FPGA（Field Programmable Gate Array）是在PAL、桐闷毕GAL等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领局芹域中的一种半定制电路而罩斗出现的，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。
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