專注FPGA圖像加速領域，深維科技跨入發展快車道

日前，在2019賽靈思開發者大會（美洲站）上，深維科技正式面向全球發布ThunderImage三款重磅圖像加速產品：全球最快的JPEG2JPEG縮略圖方案、超高性能的JPEG2WebP轉碼方案及世界級超高密度算力的JPEG2JPEG縮略圖方案。新產品一經發布立即“技驚”四座。與此同時，深維科技迅速的發展勢頭，也引起業內的廣泛關注。這家專注于FPGA圖像加速領域的新銳公司，經過3年的發展，已然邁入了全面提速的發展階段。

全球領先三款圖像加速產品全部斬獲大客戶

1.全球最快的JPEG2JPEG縮略圖方案

該方案主要應用于手機云相冊、云存儲等領域，可提供高達20倍的算力（相較于CPU方案）。即對于相關業務的服務器集群，采用該方案后，用一臺CPU服務器（配置一張AlveoU200加速卡），最高可替換20臺同樣型號的CPU服務器。完成同樣功能和算力的服務器集群可縮減10倍功耗。它的出現大大降低了數據中心的采購成本、運營成本。同時，服務器的服務響應時延可降低到之前的5%，并且可實時配適各種手機終端型號、尺寸，極大地提升客戶體驗。

2.超高性能的JPEG2WebP轉碼方案

由于WebP相較于JPEG格式可節省額外25%—34%的數據空間，為了進一步節省網絡流量和數據存儲，目前在業界已經廣泛、大規模的使用了WebP格式。不過，由于算法復雜度很高，WebP的編解碼運算是個沉重的負擔。作為超高性能JPEG2WebP轉碼方案，ThunderImage JPEG2WebP（M4）具有10倍加速比（相較于2U的E5-2680v4）。即用一臺2U的E5-2680v4服務器（配置一張AlveoU200加速卡），采用該方案最高可替換10臺同樣型號CPU的服務器。與此同時服務響應時間縮減9倍，客戶體驗明顯提升。

“在行業內WebP應用的領域非常廣泛，如電子商務、社交媒體、新媒體、視頻媒體都有大量的應用，ThunderImage JPEG2WebP將會有非常驚人的部署量，它也許會改變人們對于圖像處理的認知。”深維科技創始人、CEO樊平如此評價。

3.世界級超高密度算力的JPEG2JPEG縮略圖方案

ThunderImage JPEG2JPEG U50是基于賽靈思Alveo U50加速平臺的最新產品。在相同的物理空間下，1張Alveo U200的空間等于2張Alveo U50的占用空間，此方案將提供最高24倍的加速比，即對于相關業務的服務器集群，用一臺CPU服務器，采用該方案最高可替換24臺同樣型號的CPU服務器。而由于Alveo U50的HBM高帶寬能力，該方案的響應時延縮短為CPU的4%。從數據來看，對于高算力密度的縮略圖生成集群，ThunderImage JPEG2JPEG U50是世界級超高密度算力的解決方案。

據樊平透露，由于三款產品的獨特優勢，深維科技目前已經與6家國內外知名互聯網企業就上述三款新產品達成合作意向，并有多家企業明確表示具有濃厚興趣，正處于合作洽談階段。

圖像處理領域的公認最佳實踐：FPGA異構計算

根據有關數據和研究結果，自2005年以來，尤其是近幾年，摩爾定律逐步加速放緩。而隨著移動互聯網、大數據、5G應用、物聯網、AI應用的飛速發展，數據中心的算力需要也隨之而爆發。

數據中心如何在摩爾定律失效的情況下提升算力，從而滿足日益暴增的業務處理需要，已經成為其面臨的重大挑戰。目前業界主流的算力提升方案無外乎以GPU、FPGA和ASIC為核心的異構計算方案。

由于GPU、FPGA和ASIC各自算力特性不同，因而在處理不同的計算類型、計算場景時擁有各自優勢。GPU屬于馮諾依曼結構，具有高并發、高靈活性的特點，但也存在能耗高、實時性差的缺點。ASIC和FPGA則在能效上略勝一籌，主要因為其體系結構無指令、無需共享內存。ASIC是為了某種特定需求專門定制的芯片，體積小、功耗低、計算性能和效率高，但其算法調整難度極高，適合算法固定、應用規模化的計算場景。

FPGA介于兩者之間，具有低延時、低功耗的特性，且可編程靈活性高、開發周期短，支持后期的調整升級。因此，FPGA具有得天獨厚的優勢，市場空間及潛力巨大，比如圖像處理領域。正是基于這個判斷，深維科技從建立伊始即專注于FPGA領域。深維科技創始人、CEO樊平說：“FPGA異構計算市場將會是一個千億美元級的市場，未來深維科技將持續聚焦，深耕圖像視頻處理、大數據處理和高性能計算等領域。”

編程困難+設計復雜，FPGA應用的“罩門”

盡管FPGA優勢明顯，市場空間巨大，但實際應用卻有相當高的技術門檻：其一，編程困難，鑒于RTL編程復雜低效，HLS設計又不夠成熟，編譯時間漫長且調試困難；其二，硬件系統設計復雜，目前異構計算體系復雜需要定制軟件棧。因此，行業內通常所認知的FPGA應用的開發周期是以“年”計，還要面臨最終產品性能不理想的風險。這都導致很多科技公司對FPGA“望而卻步”。

而深維科技作為“后起之秀”，卻優雅地解決了這兩個難題，在不到一年的時間內，以分別順序成功推出三款圖像加速的顛覆性產品，平均每款產品的研發周期不到3個月。

深維科技：基于Vitis的高層次FPGA設計方法的典范

產品研發速度快，效果好，深維科技是怎么做到的？

樊平認為，原因有三。一是團隊強大EDA及相關技術背景，使得FPGA應用開發舉重若輕；二是自研EDA輔助工具，在極端情況下可發揮關鍵作用；三是依靠團隊的高效組織和昂揚斗志。

以團隊基因而言，深維科技的核心技術成員交叉覆蓋圖像視頻應用算法和FPGA核心技術，團隊多來自于Cadence、IBM、微軟研究院、京微雅格、中科院、復旦微電子等，對行業的理解以及產品工程能力較有優勢，在FPGA芯片架構設計與評估技術、FPGA EDA工具算法、高性能算法等方面具有深厚的積累。

而由于核心團隊對于FPGA芯片架構和EDA工作機制有著深刻的理解，在開發過程中，首先采用基于C/C++語言開發，一方面可以支持更大規模算法，另一方面提升芯片架構的靈活性，讓改動周期縮短；其次，采用自研開發工具，包括FPGA設計工具、調試工具、標準化專用系統設計工具等，保障了產品的性能。

此次XDF大會上，賽靈思FPGA軟件開發副總裁Dan Gibbons在Vitis開發者與生態的專題報告里，以深維科技作為成功案例，詳細介紹了深維科技的產品與技術，高度評價了深維科技的圖像處理產品性能，稱“深維科技很好的示范了基于Vitis的高層次FPGA設計方法”。

賽靈思FPGA軟件開發副總裁Dan Gibbons于XDF2019

“目前來看，我們的研發效率和效果在業內已經處于明顯的領先地位，圖像處理產品已經得到了很多客戶的認可。未來，我們將根據產品計劃，分批次推出更為重磅的視頻處理分析方案、高性能計算方案和大數據方案。”對于新產品、新未來，樊平充滿信心。

在FPGA圖像加速領域，深維科技已經跨入了發展的快車道。未來，能否在該領域持續保持領先優勢，并不斷開拓新領域，我們拭目以待!