英特尔FPGA的路,走宽了

2023-09-20  

AI时代,算力需求暴涨,大多数人的注意力都放在了GPU上。事实上,作为数字芯片界的老兵FPGA,在市场上经久不衰。


早在年初,英特尔就预告计划在今年推出15款新FPGA,这一数量超出了英特尔历年来发布的FPGA产品总数。


9月18日,英特尔FPGA技术日(IFTD)期间,英特尔宣布了6款新产品和平台,其中Agilex FPGA再添新成员,它就是Agilex 3、Agilex 5和Agilex 7。


英特尔FPGA处在高速发展期

 

事实上,FPGA业务在英特尔一直都是常青树。


根据英特尔2023年第二季度财报电话会议中披露,其PSG业务部门的收入同比增长35%,连续三个季度创下历史新高。


不止如此,2022年英特尔FPGA市场规模达到90亿美元,根据现有出货量预计,2023年可达100亿美元,2028年则可增至130亿美元以上,其中2022年~2028年的年复合增长率可达7%。


这样的成绩并不让人意外。要知道,FPGA自身的硬件可编程性是目前任何器件都无法替代的。打个比方,集成电路就像一幢高楼大厦,建成后就无法改变主体结构了;FPGA就像是建房子所需的材料,想要建什么样的房子都可以自由组合,建得不好还可以拆掉重建,同样一种芯片可以满足各个领域。


此外,FPGA集成度高、并行计算能力强、延迟低,并在性能、功耗、成本之间有较好的平衡,既能用于芯片设计,又能在计算上独当一面。因此,工业、通信、医疗、消费电子、人工智能、视觉等领域都需要FPGA。

 

可以说,FPGA的应用之路是光明的。

 

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不同层级应用都能满足

 

从目前情况来看,15款计划发布的新品中,已经推出共计11款产品,本次英特尔则首次公布了Agilex 3系列,并预告了Agilex 5系列。

 

英特尔的产品规划并不难理解,从标号就能明白其定位,类似i3、i5、i7。

 

就拿英特尔今年5月推出并在现在已大量出货的Agilex 7 FPGA R-Tile举例,它的定位就更高端,应用在大规模的数据中心中。它不仅具备CXL IP 2.0功能,相较于其它同类FPGA产品,其每个端口的PCIe 5.0带宽速度提高了2倍,CXL带宽提高了4倍。

 

本次推出的Agilex 3编号更靠后,也就不难理解它的定位。Agilex 3外形更加小巧,功耗和成本也更优,与此同时,应用也更轻,包括系统/板监控与管理、视频与视觉、协议扩展、便携式成像与显示、传感器融合、驱动器、机器人I/O扩展等。

 

Agilex 3新产品分为B系列和C系列两款:

  • Agilex 3 B系列面向电路板和系统管理,包括服务器平台管理(PFM)应用,其I/O密度比英特尔MAX 10更高,外形更小巧,功耗更低;

  • Agilex 3 C系列用于众多垂直市场领域,针对一系列复杂可编程逻辑设备(CPLD)和FPGA应用提供更多功能。

 

Agilex 5系列从标号来看,定位在中端,根据英特尔的计划,它将在2023Q4起逐步向早期体验客户提供样品,2024Q1开始大批量交付E系列工程样品,并全面提供相关设计软件,2024Q4面向Agilex 5全面开放用于芯片制造前后软件开发、测试和系统集成的完整系统仿真器SIMICS。

 

据介绍, Agilex 5 FPGA E系列针对嵌入式边缘应用提供高性价比的功率和性能,与采用16nm工艺的竞品相比,E系列FPGA的每瓦性能提升最高可达1.6倍。该系列采用第二代英特尔Hyperflex FPGA架构和Intel 7制程工艺,对晶体管的每瓦性能进行了优化,从而实现出色的能耗。

 

不止如此,英特尔Agilex 5 FPGA和SoC采用了英特尔上一代高端产品中嵌入的业界首个针对AI优化的模块(AI tensor block),并将其扩展至Agilex 5 FPGA的中端产品中,为边缘AI应用提供理想选择。

 

至此,Agilex的层级的版图逐渐浮现——类似酷睿i3、i5、i7,也不同于酷睿,Agilex 3更小巧,Agilex 5能应对多数嵌入式场景,Agilex 7进军数据中心。

 

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逐渐繁荣的平台和生态


除了Agilex,本次其余3款新产品和平台是围绕FPGA所衍生。

 

其一是Open FPGA Stack(OFS)开源版本。目前,开发人员可自由访问开源的OFS硬件代码、软件代码和技术文档以进行平台和工作负载开发。开源的OFS支持英特尔Agilex FPGA和英特尔Stratix 10 FPGA,帮助硬件和软件开发人员充分利用其功能来开发解决方案。截至目前,包括 BittWare、Hitek Systems和SigmaX在内的多家合作伙伴已推出基于OFS的可部署平台和应用产品。

 

其二是首批基于F2000X IPU的生产适配器。IPU的核心构成便是FPGA,随着领先的智能网卡和IPU提供商Napatech公开发售生产适配器,市场正在加快IPU的应用部署,同时新的解决方案也在推向市场。Napatech的F2070X IPU生产适配器能够降低云和网络应用TCO。

 

其三是Nios V/c紧凑型微控制器,英特尔即将推出。它是一款基于开源行业标准RISC-V架构的免费软核IP。该处理器由最初面向产品路线图中英特尔 Quartus Prime Pro软件支持的所有设备,转向面向Quartus Prime标准软件所支持的更多设备。Quartus Prime是一款可编程逻辑设备设计软件。客户将获得相关解决方案,以及一个免受限制、快速扩张并可随时响应的生态系统,从而更轻松地将其设计推向市场。

 

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软件方面,英特尔的套件也更加快速,更加完善,不仅能够加速开发者开发应用,还加入了从AI、C++到RTL、RISC-V、Arm的工具,更方便开发者使用IP。

 

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最后,值得一提的是,英特尔的FPGA供应链也更强大了,不仅增加冗余的库存,还利用第三方代工加强了供应链的弹性,保证FPGA能够快速交付到客户手中。

 

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文章来源于:电子工程世界    原文链接
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