黑科技年年有，今年尤其多。比如Google的机器学习处理器TPU 2.0，性能直接震惊了深度学习界扛把子NVIDIA。本来GPU只是耗电厉害，性能在通用方面还能称霸，没想到来了TPU之后，一下子GPU性能不如人家，功耗还是TPU的好几倍。这也从一个侧面告诉我们，专用ASIC和FPGA等可定制逻辑的深度学习计算平台才是未来的发展方向，因为它们有很大的潜力可以挖掘，通过架构的不断创新，未来能达到的性能会很高。
我们都知道，现在是一个数据爆炸的时代，一方面手机、平板等各种移动设备在产生大量用户数据，另一方面，遍布全世界的各种传感器，比如摄像头、无人驾驶汽车的各种探头等每天都在产生海量视频数据。说来，视频和图像才是信息时代数据的大头。举个例子，一辆无人驾驶汽车的传感器、激光雷达、毫米波雷达等1天就会产生64TB的数据！
支撑起这一巨大数据网络的根基是IT基础设施，主要包括网络、计算和存储三大功能。
过去的30年，中国最主要的大事叫做改革开放。所谓改革就是关键领域留给国企，非关键领域改让民企去竞争。而开放，就是中国融入西方经济体系，吸引外汇，从事加工贸易，从国外进口生产设备，利用中国的巨大劳动力进行加工，再出口给国外赚加工费。当然，现在我们不想这么干了，要做高端制造业，产业升级，出口高科技产品。
IT基础架构的功能就跟加工贸易差不多，网络是数据的搬运工，计算是数据的加工商，存储就是数据的窝。现在，网络已经非常高速了，家里百兆宽带都很常见，手机用4G也能看看小电影。以前，存储是个麻烦事，想想当年360开机助手每次提醒的电脑开机时间有多久，机械硬盘马达轰隆隆转个不停，读数据还慢悠悠。
但是，自从有了固态硬盘SSD之后，存储就不是事儿了，最新的PCIe 3.0×8 SSD，读写带宽能到4GB/s以上！别人进步快，芯片又受摩尔定律失效限制，工艺进展慢，所以，计算成了瓶颈，尤其是在图像和视频处理、深度学习等方面，海量数据能够从PCIe SSD高速读写，但就是CPU处理不过来。
那么，把存储和计算结合起来是不是就可以解决这个痛点呢？正是，今天，阿呆就介绍一个黑科技，位于中国上海的一家公司，方一信息科技推出了带FPGA的SSD——CFS（Computing Flash System，计算闪存系统），是PCIe 3.0×8高速接口，性能可到5GB/s。SSD提供高速数据存储，FPGA能提供给用户做计算加速，这样，数据从SSD出来就用FPGA顺带算好，释放了CPU。一切回归原位，CPU做控制，FPGA做计算，SSD做存储。
那么，这个东东有什么用处呢？想一想就有很多场景，比如无人驾驶汽车，目前一般的无人驾驶汽车配备了毫米波雷达、激光雷达、高速摄像头等各类传感器，如下图所示。每秒就会产生1GB数据，要分析这么多数据需要强大的计算能力，但是很多无人驾驶汽车还使用的是GPU计算。目前市场上在卖的一个CPU+GPU计算盒功耗能达到5000瓦，对于汽车来说，这个小火罐散热会带来很大的安全风险，同时也耗电。但是，如果换用了FPGA方案，功耗就可以降下来，根据无人驾驶的应用场景对算法进行优化之后，计算性能也能满足需求，例如，奥迪公司的无人车就采用了FPGA计算平台。这些传感器产生的数据目前都是丢掉，非常可惜，未来商用之后，不管是政府还是厂商都有存储宝贵的行驶数据并备份到云端的需求。这些数据对于完善无人驾驶、分析车祸现场都非常有用。要保存这些数据，只有PCIe SSD才能达到1GB/s以上的写速度。所以，FPGA SSD，一方面快速存储行驶数据，一方面提供FPGA进行数据分析，完美符合无人驾驶的计算存储需求。
一个现代国家，有三样东西一定要实现自给自足：粮食，能源，武器。
首先，我们来看粮食问题，超级大国苏联因为老百姓的吃饭没搞好，导致了解体的悲惨命运。八十年代的伊拉克曾经富甲一方，其经济发展水平可以与当时任何一个发达国家媲美。当时的伊拉克人民享受全民免费医疗和从小学到大学的免费教育，几乎家家户户都有小洋楼和小汽车。70年代，朝鲜是个富国，韩国欧巴都很羡慕，他们实行免费住房、免费教育、免费医疗，全国普遍实行十一年制义务教育。但是，一经美帝粮食封锁，当年的小富国伊拉克和朝鲜，都变成了穷国，忍饥挨饿。
再来看看能源，二战的时候，纵横东亚和东南亚的日本盛极一时，但是石油被美国封锁之后，一下子像耷拉着翅膀的公鸡，那么多先进军舰、飞机、航母都成了摆设，任由敌人炸毁。在1944年6月的马利亚纳群岛战役中，日本战舰因为缺少石油而未能参加战斗。日本飞行员的训练从认为必须完成的60小时减少到30小时。航空油的原料只剩下松脂，而且炼成的燃油越来越多的掺杂酒精。军用油料的缺乏使日本海军决定采取一种神风式空袭的激烈手段——牺牲世界上最大的战略舰、作为日本人骄傲的”大和”舰，直接撞上前来增援进攻冲绳部队的美国军舰，真是暴殄天物。下图就是海底撞成两截的大和舰。
最后，说说武器，这个我们中国人最有惨痛经历了，从大清面对列强，到民国抗日战争，再到新中国抗美援朝，我们因为武器低劣，只能用无数战士的血肉去抵抗飞机坦克。
因此，武器一定要自主可控，关键时候不能被卡脖子。下图是美国全球军事基地的分布，看到中国周围密密麻麻的基地，我们就能知道，美帝要封锁中国是多么的容易。
FPGA SSD在武器方面用途广泛，因为很多军事设备就是需要高性能计算、高速存储。大家肯定都记得，512汶川大地震发生后，英勇的人民解放军迅速赶到灾区救援。但是，天气相当恶劣，有一架直升机不幸在大山深处失联，茫茫山脉，到处是悬崖峭壁，峡谷河流，我们不得不派出官兵去搜寻。历经十多天的辛苦，终于找到残骸和遇难者遗体，满山数万名官兵喊声连片，哭声震天。
如果我们掌握了有一项技术之后，以后目标搜寻工作就会变轻松，这个技术叫做大地遥感。遥感技术就是派出飞机去目标区域用高清相机拍照，同时，通过图像分析、人工智能等技术，实时分析，进行目标检测，能在遥感过程中发现目标是最好的。如下图，遥感图像直接分析出船只的位置。如果遥感飞机配备了FPGA SSD，那么这个装备就会简单高效，不需要飞机再拉笨重的服务器，带GPU加速卡或者FPGA加速卡、PCIe SSD等设备，只需要几个FPGA SSD就可以了。毕竟，对于飞机来讲，重量很重要，决定了能飞多远，能飞多久。遥感图像实时存入PCIe SSD，同时用FPGA做硬件计算，识别目标，在战争中，能根据情报，快速做出反应抓住战机，比什么都重要！
可能有人要问，FPGA和NAND芯片中国还不能国产。其实，FPGA中国一两年内就能国产替代，并达到主流性能。NAND芯片紫光长江存储2020年就能供货了。
如果对这一黑科技想了解更多，就加nanoarch为微信好友，和阿呆私聊。
