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      深度解讀：Intel最新的FPGA Agilex

      堅白 ? 來源：電子發(fā)燒友網 ? 作者：陸楠 ? 2019-04-03 09:08 ? 次閱讀
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      今天（4月3日），Intel終于發(fā)布了他們最新的FPGA——Agilex，但是，這是一顆傳統(tǒng)意義上的FPGA嗎？還是Stratix 10的升級版？
      不同于曾經的競爭對手，作為全球FPGA前雙雄之一的Altera，在被Intel收購后，似乎沉默了很久——Intel以數據處理業(yè)務為中心的導向，使其FPGA的產品迭代被處理器和加速卡業(yè)務的節(jié)奏緊密的捆綁在一起。
      這涉及到Intel的市場戰(zhàn)略。在FPGA行業(yè)里面工作了三十多年，Patrick Dorsey見證了5代的FPGA產品的發(fā)展，他目前擔任英特爾可編程解決方案事業(yè)部首席產品營銷官，他認為現在正是從電腦為中心逐漸轉向以數據為中心的時代，“客戶需要深刻的理解數據，因為市場比過去任何時候變化的更快，” Dorsey在接受電子發(fā)燒友的采訪時說?！拔覀円私饷鎸Φ奶魬?zhàn)，并推出合適的產品?！?/div>

      變化和挑戰(zhàn)

      “以數據為中心的時代”并非一個概念，結合分析機構和Intel自己的調研，預期到2020年，普通用戶每天產生的數據量為1.5GB，智慧醫(yī)院每天3TB，自動駕駛每天達4TB，而聯網飛機和智慧工廠每天分別達到了40TB和1PB！
      這個變化的趨勢推動了數據處理市場需求的轉型并推動了創(chuàng)新，其中一個重要方向是高度定制化的軟硬件方案。Dorsey表示，不同用戶對數據處理的需求不同，在嵌入式應用領域和邊緣設備端，用戶需求是能夠實時抽取包括圖像、視頻和視覺信息在內的數據；在通信基礎設施端，用戶需要高帶寬融合處理能力；在云端和相關企業(yè)，需求則是能夠高效的管理、組織和處理激增的數據。
      “如日本的Rakuten（樂天株式會社）需要做負載平衡，對數據進行分析處理，以平衡網絡相關的數據工作?！?Dorsey舉例說，“中國移動的做法則是把網絡進行虛擬化，通過硬件虛擬化來提高數據處理和分析的效率?！?/div>

      用FPGA實現加速

      與數據處理相關的關鍵詞是：實時、帶寬以及高速儲存和分析處理。對系統(tǒng)的要求集中在處理和加速性能上——這正符合Intel所致力的產品規(guī)劃：以Xeon為代表的處理器+以FPGA為核心的加速器。前者在全球數據處理服務器市場已經居于壟斷地位，現在是該FPGA發(fā)力了，于是，Agilex誕生了。
      用Dorsey的話來說，Agilex是一款“全面借助于Intel自己的能力”開發(fā)的FPGA，具體而言就是Intel自研的基礎架構、Intel的處理技術、Intel的3D封裝和Intel的軟件。實際上，Agilex的確體現了你能想象到的所有與Intel相關的技術資源。

      解讀Agilex

      把Agilex想象成傳統(tǒng)的FPGA或者Stratix 10的升級版是錯誤的，它完全是一個不同的產品。Agilex采用Intel的10nm工藝制程，在數據處理性能上，它采用了Intel第二代HYPERFLEX架構，相較于上一代Stratix 10性能提升了40%，功耗降低了40%，DSP（FP16）性能高達40 TELOPS。存儲上，除了通用的DDR5和HBM，還有英特爾獨有的Optane。在數據收發(fā)速率上，Agilex的收發(fā)器速率達到112Gbps（目前業(yè)內最高）！
      “需要留意的是BFLOAT16，這是一個新的標準。谷歌的TPU里面已經采用了這個標準，” Dorsey 強調，“Agilex支持硬件化的BFLOAT16和FP16，這使得它更加適用于AI領域。”
      能夠進行任意異構3D集成是Agilex所強調的一個特點，這使得Agilex可以根據需要任意集成包括以芯片間3D封裝互聯的嵌入式多芯片互聯橋接、包含收發(fā)器、自定義I/O和自定義計算芯片在內的芯片庫以及eASIC（英特爾去年收購的公司）定制芯片這些資源。
      圖：Agilex能夠進行任意異構3D集成
      這有賴于Intel最新推出的名為Foveros的全新邏輯晶圓3D堆疊技術，可實現在邏輯晶圓上堆疊邏輯處理單元。該技術首次將晶圓的堆疊從傳統(tǒng)的無源中間互連層和堆疊儲存晶片擴展到CPU、GPU和AI處理器等高性能邏輯晶圓。
      “我們可以把不同類型的芯片，不同的半導體工藝節(jié)點封裝到FPGA內部” Dorsey 解釋何為任意集成，“這樣就可以根據客戶或市場的需求，把最合適的功能、Chiplet封裝到一起，以快速實現用戶交付。”
      Intel的eASIC和ASIC提供了大量可重復使用的IP，這構成了其所謂的“自定義邏輯連續(xù)體”，使得Agilex的靈活性較FPGA多了一層延展。
      有了靈活性和高性能，FPGA在系統(tǒng)中要充分發(fā)揮加速性能還需要與處理器之間保持一個高速通暢的連接，Intel的“內存一致性”技術派上了用場——他們不久前推出的內存一致性技術CXL是專為下一代數據中心應用開發(fā)的高速“CPU到設備”和“CPU到內存”的開放互連技術，可實現CPU與工作負載加速器(如GPU、FPGA和其他專用加速器)之間的高速、高效互連，該技術運行在PCIe GEN5上。Agilex是首款也是目前唯一一個支持Intel Xeon內存一致性的加速器，
      圖：Agilex分成三個型號，通用型的F系列，強調高連接性能的I系列和高存儲、計算性能的M系列。
      Agilex的產品線規(guī)劃顯示了Intel對于不同市場需求的定義，在網絡方面，一方面是更快的數據路徑，一方面是基礎設施架構優(yōu)化和分散特性；在數據中心，融合工作負載需要加速，包括基礎設施、應用和存儲的加速；在5G，需要滿足對不同階段的快速響應和靈活性。
      “只有Intel可以同時滿足靈活性、快速優(yōu)化、全面自定義和定制化選擇這些選項，” Dorsey 說，“因為我們同時擁有FPGA、eASIC、ASIC和異構3D集成技術使我們形成了一個自定義邏輯體。”
      顯然，對于Intel而言，Agilex的推出是其數據中心處理戰(zhàn)略的重要一環(huán)，而對于市場而言，智慧城市、智能制造、智能工廠等人工智能應用場景又多了一個不錯的選擇。
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