兩個月前,也就是曾經(jīng)的fpga巨頭altera被英特爾收購4年后,英特爾推出了“全面借助自己的能力”開發(fā)的新一代fpga產(chǎn)品——agilex。 與此前altera推出的stratix、arria、cyclone、max等產(chǎn)品系列完全不同,agilex是全新的fpga系列,“體現(xiàn)了你能想象到的所有intel相關(guān)技術(shù)資源”
這里的“相關(guān)技術(shù)資源”基本上與英特爾在年末“體系結(jié)構(gòu)日”中提出的流程和包、體系結(jié)構(gòu)、存儲器和存儲、互聯(lián)、安全、軟件這“六大技術(shù)支柱”相同 盡管當(dāng)時英特爾宣布將盡快將6個技術(shù)支柱應(yīng)用于整個工程部門,并落實到已經(jīng)上市或即將上市的產(chǎn)品和技術(shù)計劃中。 然而,短短不到半年,agilex fpga就成為了“六大技術(shù)支柱”落地的最佳載體,英特爾強大的系統(tǒng)開發(fā)和集成能力顯露無遺。
見一斑而知全豹
agilex結(jié)合了agile (敏捷)和flexible )兩個詞,這兩個優(yōu)點是現(xiàn)代fpga技術(shù)最核心的兩個關(guān)鍵點。 英特爾今年承諾根據(jù)客戶的需求提供五種不同的體系結(jié)構(gòu),包括單獨的cpu+fpga、集成在封裝中的cpu+fpga、集成intel cpu/fpga/arm三者的fpga等。
理由很明顯。 整合不僅可以降低延遲、提高性能和性能/功耗比,還可以統(tǒng)一解決方案和fpga之間的工具流程,為各種性能要求提供更廣泛的體系結(jié)構(gòu)支持。 4年后,agilex fpga通過異構(gòu)體系結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了不同流程、不同邏輯單元之間的集成,在靈活性和定制化方面實現(xiàn)了突破。
根據(jù)英特爾2月的基準(zhǔn),agilex以最大時鐘頻率( fmax )比stratix 10提高了40%,總功耗最多減少了40%。 此外,agilex還具有最多40個浮點的dsp性能( fp16配置)和92個頂級dsp性能) int8配置)。
坦率地說,agilex fpga僅靠異構(gòu)體系結(jié)構(gòu)實際上無法實現(xiàn)上述性能指標(biāo)。 那么,agilex fpga中還隱藏著尚不為人知的“黑科技”嗎?
. 10納米工藝和高級3d封裝
對于像英特爾這樣有“端到端”處理方案的半導(dǎo)體巨頭來說,擁有先進的半導(dǎo)體工藝技術(shù)和封裝技術(shù)是構(gòu)建先進產(chǎn)品的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。 在體系結(jié)構(gòu)日之后的ces 2019展上,英特爾將推出“ice lake”PC解決方案、“l(fā)akefield”客戶端平臺、“snow ridge”互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)芯片、“ice lake”等產(chǎn)品
為了確保性能的一致性,agilex fpga器件核心的fpga邏輯結(jié)構(gòu)芯片同樣采用英特爾10納米芯片制造技術(shù)構(gòu)建,這也是目前世界上最先進的finfet制造技術(shù)之一。 此外,agilex還提供了高性能、低成本的應(yīng)用,用于融合英特爾獨有的嵌入式多芯片互連橋( emib )集成3d異構(gòu)系統(tǒng)級封裝( sip )技術(shù),并將chiplets和fpga的邏輯結(jié)構(gòu)芯片集成到同一個封裝中
.第二代英特爾超線程( hyper )架構(gòu)和芯片組架構(gòu)
agilex fpga的邏輯結(jié)構(gòu)芯片使用第二代英特爾超線程( hyper )架構(gòu),與第一代架構(gòu)一樣,整個核心結(jié)構(gòu)采用了附加的寄存器超線程( hyper-registers ),第二代架構(gòu)提高了整體結(jié)構(gòu)性能 其中最大的改進之一是在超級寄存器中增加了高速旁路。
另一方面,chiplets是一個物理ip模塊,可以通過封裝級別的集成方法和標(biāo)準(zhǔn)化接口集成其他chiplets。 通過一種叫做chiplets的混合模型,收發(fā)器的數(shù)量不再受信道數(shù)量的限制。 設(shè)計者要增加或減少收發(fā)器的通道數(shù),只需要添加必要的收發(fā)器chiplets即可,無需為了整合不同的通道數(shù)而重新定位芯片。 光是這樣,英特爾就將一個收發(fā)器通道的速度從58gbps提高到了112gbps。
.高性能解決方案接口
作為數(shù)據(jù)中心中cpu的硬件加速器,加速深度學(xué)習(xí)的模型訓(xùn)練、金融計算、互聯(lián)網(wǎng)功能卸載等各種APP應(yīng)用是目前fpga的首要應(yīng)用場景。 但是,該行業(yè)要處理的核心問題之一是緩存的一致性。 也就是說,需要確定cpu和硬件加速器之間的存儲器互聯(lián)協(xié)議。
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