微软六年深藏不露，以FPGA打造 AI 超级电脑

人工智能（AI）发展潜力无限，Google、IBM、亚马逊、Facebook、微软等网络或软件科技巨头无不砸重金投入，软件发展外，硬件性能的运算能力与系统间的整合同样成了这些网络巨头着力点，不只 Google 自行打造了机器学习芯片 TPU，跨足半导体，微软押宝 FPGA 提升人工智能能力的梗也铺了六年之久。

微软一年一度的 Ignite 技术大会近日在美国亚特兰大展开，26 日开幕首日，微软CEO萨蒂亚·纳德拉（Satya Nadella）在台上揭露了微软多年大业，微软已悄悄地在自家云端数据中心导入 FPGA，要让旗下云端运算平台 Azure、搜索引擎 Bing 等服务，在日渐蓬勃的人工智能领域拥有强劲竞争力优势，纳德拉称这是“第一台人工智能超级电脑”。

Doug Burger

Catapult 团队成员 Adrian Caulfield, Eric Chung, Doug Burger, 和 Andrew Putnam

这项计划在 2010 年已有轮廓， 2010 年 Doug Burger 等人向高层提出以 FPGA 改善数据中心 CPU 使用率，以因应日渐成长的人工智能应用与服务，开启了这个 Catapult 计划。现行 Catapult 计划 FPGA 的导入数据中心的配置，不若传统以螺丝固定的集束型结构，而是可额外增加在每个数据中心服务器的独立结构，提供单个服务器可增加一个甚至上千个 FPGA 配置的弹性。

Project Catapult的现状

Project Catapult V1，即 Doug Burger 团队曾在微软西雅图数据中心测试过的版本

新版 V2，它可以插在每台微软服务器的末端，直接与网络连接在一起

在大会上微软顾问工程师 Doug Burger 展示数据中心导入 FPGA 后 Azure 平台的运算成果，高达 60 万字、1440 页的经典名著《战争与和平》，从俄文原文翻成英文只需要 2.6 秒，相较单纯运行 24 核 Haswell 处理器的 Azure 平台，超过 15 秒还未能将整本书翻译完成。

（Source：Microsoft）

Doug Burger 还展现了 Catapult Azure 平台百万亿浮点运算（exaflop）能力，也就是每秒能进行百万亿次逻辑运算，在 0.098 秒就能将 5,000 亿字维基百科翻译成第二语言，Doug Burger 指出，这是目前现有最大超级电脑运行人工智能效能的十倍，或能解决先前人工智能未能解决的问题。

（Source：Microsoft）

除了效能的提升、FPGA 本身可编程特点带来的灵活性，微软强调，透过 FPGA 的导入，除了可显著加速效能，并能降低功耗带来可观的减省，官方举例，Bing 搜索引擎排行吞吐量因此增加了两倍，但新增的成本小于 30%，并减少 10% 功耗。

微软的多年大业现在好伙伴英特尔也相随，英特尔在 2015 年 6 月买下 FPGA 大厂 Altera，收购金额创下英特尔史上最高金额并购，令外界摸不着头绪，或许与微软发展 FPGA 的采购带有些许连系，另一方面，近日微软研究副总裁 Peter Lee 接受国外科技媒体 WIRED 的访谈指出，英特尔执行副总裁 Diane Bryant 曾向其透露，到 2020 年所有云端计算服务器中有三分之一将包含 FPGA 芯片。近来被形容已渐行渐远的 Wintel 阵营，在 FPGA 应用发展上又牵起手走在同一条路上。

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