深蓝研究｜FPGA的扩散
FPGA的前世今生（三）
FPGA的扩散
本文把FPGA的发展现状（结合过去的一些重要时间节点）放入“创新的扩散”下进行讨论。上一篇导引《杂谈创新扩散》请点击此处跳转阅读。
我们不妨将“科技社会”从传统社会中剥离出来成为一个整体，而群体/个人在科技社会中可以是公司，也可以是研究人员、大学教授、机构等。创新扩散人群也不一定要是人群，可以是利益集团及公司。
FPGA作为整体应用来说，在上世纪八十年代建立了“相对优势”。1980年-2010年期间，从传播学的角度来说进展不大，但是从技术的角度来说，若没有三十年来一点一滴的积累，这个技术路径可能也不会被微软所深度挖掘。2010年上一篇文章中提到的微软投石器计划重塑了FPGA的可观察性，吸引了诸多注意力，针对于FPGA的投研力量开始增强。2014年在微软大批量地应用FPGA于数据中心的情景下，“兼容性”得到了突破。可尝试性与复杂度在FPGA的场景下是一对孪生兄弟，HLS是关键。再次回顾我们之前说的，HLS即高层次综合，它将“一般程序员”常用的高层次语言（如C、C++）描述的逻辑结构转换为低层次语言描述的电路模型。所谓高低并不分优劣，只是用于区分语言是更偏向于人类的自然语言逻辑还是计算机底层的电路逻辑，“高级语言”更贴近我们常用的语言习惯，“低级语言”更贴近真实的逻辑电路。
我们总结有下表。
注：汇总：智胜深蓝
更有意思的是FPGA生态当中的创新扩散对象，我们将其拆分成三个创新，以Xilinx为例并抽象化了一定的名词。
FPGA
FPGA相关HLS ，我们暂时以Vivado指代
Xilinx的Vitis前端开源HLS，我们暂时以Vitis指代(Vitis为Xilinx新一代的软件开发者平台V)
以FPGA作为创新主角，先驱者是Xilinx（亦兼具创新者身份），而微软是正宗的早期应用者。如今FPGA整体已经扩散到了早期大众的初期阶段，主要是受到了复杂度的压制。
以Vivado作为创新主角，整体进入到早期应用者后即停步不前了，其他厂商的HLS工具平台也遇到了相应的瓶颈。难以进入早期大众的核心原因在于这个阶段的使用者大都本身反应稍慢一些，且尽管Vivado兼顾HLS，但是仍然对软件工程师不友好，这将导致本身归属于早期应用者的人群已经在使用，而没有使用的早期大众没有获得决定性的推力，也大多处于“说服”与“决定”之间的阶段。
以Vitis作为创新主角，自从其在两个月前宣布将Vitis HLS的前端开源（Open source），这一块正式进入了先驱者阶段。先驱者包括其公布的三所院校：伊利诺伊香槟分校、帝国理工大学、香港科技大学，也包括一些不知名的极客及研究团队。开源这个行为从传播的角度看是利于突破兼容性和可尝试性的，符合处于先驱者阶段的应用极客类型的人群在撕开一道传播的口子。最终要达成的是通过兼容性和可尝试性的突破，先驱者开始搭建开源生态，在开源平台分享贡献成型的工具，最后整体突破复杂度。
可以用下图辅助理解：
上述内容或许有些混乱，因为涉及的因素互相掺杂，且我们要将每一者暂且当做一个单独的创新来理解。举个例子，当我们把麦当劳整体作为母集创新时，实际上他的下面可能还有众多子集创新。例如定时定温的炸锅、开车取餐的drive through、各类创新餐饮等。母集创新下包含了许多子集创新，子集创新可以反哺母集创新，大意如此。
FPGA的子集创新Vivado在对于帮助软件工程师应用FPGA上并不如意，结合其他多种原因重新公布了一个新的平台称之为Vitis。关于这方面的内容会在下一篇谈论，此处不过多展开。
总而言之从扩散对象来看，FPGA整体受困于早期应用者和早期大众之间的阶段，或者是刚刚处于早期大众的初期。Vitis作为创新的子集，有望反哺FPGA，再次挑战解决复杂度问题（Vivado从某种程度上来说“失败了”），复杂度问题一旦解决，那么具备创新传播的五个特质的整个行业/产品就会进入创新应用周期当中发展最为迅速的阶段。
现在我们观察到的是自2020年6月以来，FPGA相关的HLS整合进度加速。先是处于第二梯队的Microchip收购了来自多伦多大学的HLS综合服务商Legup，再是龙头Xilinx收购了前面两篇文章都提到的FPGA领域大牛Jason Cong所创办的Falcon Computing，厂商针对于易用性突破的竞争隐约有加速的势态。更不用论自2019年10月起，Xilinx在他们的开发者大会上发布的新工具Vitis：一个统一的针对更多软件开发者的软件平台。Xilinx不言而喻的终极目标可能是将Vitis打造成主流的，甚至是行业默认的加速计算综合性平台。2021年2月末，Vitis宣布将其HLS前端开源。
当今的创新传播，许多时候并不像我们直觉中认为的那样，其能成功传播扩散是因为满足了需求（需求派），而更多是因为供给侧的改变发生变化。现在，FPGA行业的供给侧变化在加速。就在2021年4月7日，Xilinx和AMD的大会以压倒性投票优势通过收购，今年底这项收购（AMD收购Xilinx）会完成。
本文意在描述框架，所以对Vitis和Vivado只能作简要概括，以免噪音影响了对框架的理解。下一篇介绍一家可能是超细分领域的龙头。他们对于未来FPGA社区的复杂度突破及协同或许会有巨大的推力。
【后话】
创新的扩散理论是有不少局限之处的（Limitations）。例如其能描述创新为何被采纳、如何被采纳，却不能很好地描述一种行为或产品为何被替代或停止。严格来说尽管不远的未来FPGA可能突破复杂度的束缚，但是其他的技术路径和产品可能会重新从“相对优势”的角度影响对这一技术的应用。本文仅提供框架思路，对于一些看似可能爆发的技术，我们不妨尝试下将其放入创新扩散的特质框架内进行分析。
（全文完）
编辑：小z