面向可持续性的计算平台评估：FPGA 与 ASIC、GPU 及 CPU 的比较分析
硬件体系结构
2026-04-23 v1 新兴技术
摘要
气候变化问题凸显了可持续计算的必要性。对碳足迹（CFP）进行建模至关重要，这包括半导体使用、制造和设计所产生的运营碳足迹与隐含碳足迹。现场可编程门阵列（FPGA）因其在多种应用中的可重构性而成为极具前景的平台，能够将隐含碳足迹分摊到多个应用中。本文介绍了 GreenFPGA，一个用于估算 FPGA 全生命周期总碳足迹的工具，并考虑了碳足迹建模中的不确定性。该工具核算了设计、制造、可重构性（复用）、运行、废弃、测试和回收过程中的碳足迹。GreenFPGA 确定了在建模的等性能假设下，FPGA 可比 ASIC、GPU 和 CPU 更具可持续性的部署场景。实验结果强调了在不同计算平台上分析应用以评估其碳足迹的重要性，同时改变应用类型、生命周期、使用时长和产量等参数会影响其总碳足迹。在与 ASIC、GPU 和 CPU 进行的成对等性能案例评估中，FPGA 在涉及频繁变化、多样化工作负载和小批量应用的特定部署场景下可以更具可持续性。
引用
@article{arxiv.2604.20638,
title = {Evaluating Computing Platforms for Sustainability: A Comparative Analysis of FPGAs against ASICs, GPUs, and CPUs},
author = {Chetan Choppali Sudarshan and Aman Arora and Vidya A Chhabria},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.20638},
year = {2026}
}
备注
Sustainable computing