微软中意的FPGA凭着什么艳压CPU、GPU、ASIC？

yuchengze

FPGA，一种全新的古老计算机芯片，正在悄然改变着全球的芯片市场。知乎问题“如何评价微软在数据中心使用FPGA代替传统CPU的做法?”的下面，来自微软亚洲研究院的实习生李博杰的回答在很短的时间内就收获了近2000的点赞数(他此前在微软研究院的微信平台上的文章网络技术的风向标——SIGCOMM2016也很受欢迎哦)。这篇文章转载自他在知乎上的回答，看看他眼中微软的FPGA布局和FPGA的研究前景吧!
问题“用 FPGA 代替 CPU”中，这个“代替”的说法不准确。我们并不是不用 CPU 了，而是用 FPGA 加速适合它的计算任务，其他任务仍然在 CPU 上完成，让 FPGA 和 CPU 协同工作。
本回答将涵盖三个问题：
1.为什么使用 FPGA，相比 CPU、GPU、ASIC(专用芯片)有什么特点?
2.微软的 FPGA 部署在哪里?FPGA 之间、FPGA 与 CPU 之间是如何通信的?
3.未来 FPGA 在云计算平台中应充当怎样的角色?仅仅是像 GPU 一样的计算加速卡吗?
一、为什么使用 FPGA?众所周知，通用处理器(CPU)的摩尔定律已入暮年，而机器学习和 Web 服务的规模却在指数级增长。人们使用定制硬件来加速常见的计算任务，然而日新月异的行业又要求这些定制的硬件可被重新编程来执行新类型的计算任务。FPGA (Field Programmable Gate Array) 正是一种硬件可重构的体系结构，常年来被用作专用芯片(ASIC)的小批量替代品，然而近年来在微软、百度等公司的数据中心大规模部署，以同时提供强大的计算能力和足够的灵活性。