[原创] 为了异构计算，英特尔新推出了一款FPGA
2019-09-24
14:00:12
来源: 半导体行业观察
四年前，英特尔收购了知名FPGA公司Altera。伴随着这两者的结合，Altera的Stratix 10系列也被英特尔收入囊中。在这四年中，Stratix 10也衍生出了多种产品线。近日，英特尔宣布出货全新Stratix 10 DX FPGA。
Stratix 10 DX FPGA助力Xeon处理器
众所周知，英特尔收购Altera的亮点之一，便是Intel要推出CPU+FPGA架构的硬件平台。最早，英特尔是利用Arria 10 FPGA完成了这个设想。Stratix 10在性能和集成度方面都要优于Arria 10。在这种情况下，英特尔推出了针对服务器连接的产品——Stratix 10 DX FPGA。
英特尔公司网络和自定义逻辑事业部副总裁兼FPGA和电源产品营销总经理Patrick Dorsey介绍道：“Stratix 10 DX在市场上的独特之处就是它的高带宽以及低时延。该产品是英特尔首个支持PCIe Gen4的FPGA，它采取的是超路径互连UPI。而UPI也为英特尔的Compute Express Link(CXL)路线图提供了新路径。正因为这个产品支持UPI，因此它的关键价值之一就是能够扩展系统内存。有了Stratix 10 DX再加上英特尔Xeon处理器就可以极大的扩展系统内存。这种扩展是惊人的，可支持8个独立的傲腾TM DC持久内存控制器，总容量可到4TB。”
在此需要强调的是，之所以英特尔的CPU和FPGA能够进行高效的工作，是因为采用了UPI以及符合PCIe Gen4的协议。Patrick表示：“符合UPI一致性的好处体现在至强处理器与FPGA之间实现了共享存储，在共享过程中不用进行数据迁移或者数据拷贝。数据迁移和拷贝会带来高成本，同时也会降低系统的性能。”
除此之外，Stratix 10 DX还非常适合从边缘到云端的高性能计算应用。在边缘计算应用方面，在AI或者是神经网络的计算任务上，要求应用进行超快速的响应。与仅仅使用PCIe的产品相比，Stratix 10 DX的响应速度快了37%。在网络应用当中，PCIe Gen4与前代相比提高了两倍带宽，这使得数据处理更为快速，同时也具有了以太网功能。在数据中心方面，通过英特尔的异构计算架构，即Xeon+FPGA组合，加之PCIe Gen4与UPI的互联，总带宽可以提升2.6倍。
据悉英特尔Stratix 10 DX的合作伙伴是VMware，Patrick介绍：“与VMware的合作也是英特尔在进入市场的过程中很重要的一部分。”
今年四月，英特尔宣布公司将退出5G智能手机调制解调器业务，专注于5G网络基础设施及其他数据中心业务。同时，通过英特尔CEO的回应中看，5G仍然是公司的优先战略。加之，英特尔近几年来已经在实施“以数据为中心”的战略转型。综合来看，英特尔的5G技术或许会向服务器端发力。
针对5G方面，FPGA可以应用于5G基带和5G无线。Patrick表示：“Stratix 10 DX主要是针对5G的基带，其好处主要体现在低时延，尤其是当5G走向数据中心，在vRAN方面应用的时候配合FPGA和至强处理器，采用Stratix 10 DX可以进行诸多网络功能的加速。”
同时，Patrick还透露，Stratix 10 DX主要是应用在和服务器的互联上。而有一部分通信应用业务将受益于此，英特尔现在在推一个方案——把5G的一些应用挪到服务器端，这个工作还在持续推进中。在推进的过程中，也包含了类似中国移动这样的中国客户。
在过去英特尔曾接连推出过Stratix 10 GX、Stratix 10 TX等系列产品。Patrick介绍：“GX系列是通用的，可以面对众多市场。TX系列主要是应用于一些需要非常高速的网络，以太网的速度达到58Gbps每秒。DX系列主要针对的则是至强处理器服务器的连接。”
回顾英特尔的Stratix 10系列产品，我们发现，该系列产品基本都采用了英特尔14nm工艺。此次推出的Stratix 10 DX也是该种工艺。而早在今年4月就有消息传出，英特尔将推出基于英特尔10nm工艺的新款FPGA ——Agilex。
据Patrick介绍，下一代Agilex将支持下一代UPI，也就是基于CXL的开放标准接口。同时它将会支持下一代PCIe标准。Patrick强调，基于英特尔的技术，UPI可以轻松地升级到CXL。
具体来讲，在从UPI过渡到CXL，主要只需要对硬件接口和一些软件进行更新。Patrick介绍道：“因为硬件接口的不同，需要一个新的芯片，CXL是适配PCIe Gen5协议的接口，UPI是不同的一个接口，因此在芯片与硬件上需要更换。除了硬件之外，从开发者角度来讲，在软件方面也要进行小小的变化。现在有了缓存一致性的解决方案之后，开发者可以以全新的方法来进行应用的开发。可以充分利用一致性来进行应用开发的架构。总结来讲不仅硬件有一些小变化，软件也需要做一些调整，但这些并不复杂。”
据悉，Agilex目前还没有到量产阶段，目前提供的仅是样机。从出货角度来讲，需要一年左右的时间。同时，Patrick也介绍道：“Agilex目前采用10纳米制程技术，但是并不限于10纳米，未来可能使用多种制程技术。Agilex将是未来新的英特尔FPGA产品系列。”
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