FPGA
Field Programmable Gate Array
後から回路構成をプログラムで設定・変更できる半導体チップのこと。
簡単に説明すると
FPGAは、作られたあとからでも中身の回路構成をプログラムで書き換えられる半導体チップだよ。 普通のチップは製造時に回路が決まっていて変更できないけれど、FPGAはプログラムを送るだけで別の回路に変身させることができるんだ。 この特徴を生かして、開発中の機器のテストや、通信基地局、AIの画像処理など、高速な計算や仕様変更が必要な場所で利用されているよ。
名前のヒミツ
FPGAという名前は、英語のField Programmable Gate Arrayの頭文字をとったものなんだ。 Fieldは「工場ではなく使う現場で」、Programmableは「プログラムできる」、Gate Arrayは「回路の集まり」を意味しているよ。 つまり「工場から出荷されたあとでも、現場で自由に回路を作り替えられるチップ」という意味が込められているんだ。
くわしく見てみよう！
FPGAとは、工場で製造された後からでも、回路の設計図（HDL）を書き、専用ツールで回路データに変換して送り込むことで、内部のハードウェア回路をつくり変えられる半導体だよ。
一般的なCPUやGPUはあらかじめ決められた回路の上で命令を実行するけれど、FPGAは回路構成そのものを書き換えて専用のチップとして動作させることができるんだ。
イメージとしては、チップ内部に小さな論理回路ブロックがたくさん並んでいて、それらをつなぐ配線をデータの設定によって切り替えられる構造になっているんだ。
基板の配線をハンダ付けし直すことなく、設計データを作り直して送り込むだけで、全く別の機能を持つハードウェアに変身させることができるよ。
専用のハードウェア回路をその場で作れるため、特定の計算処理に特化した並列処理回路を直接構成できる特徴を持っているよ。
そのため、新しい通信規格の実験機器や、医療用の画像処理装置、データセンターでのデータ処理など、目的の処理に合わせた専用回路の構築と柔軟性の両方が求められる分野で活用されているんだ。