振華航空芯聞：FPGA需求旺盛，英特爾公布最新路線圖
在過去幾年，因為AI、數(shù)據(jù)中心和5G的火熱，F(xiàn)PGA過去幾年的關注度正在大增。
正如英特爾數(shù)據(jù)中心與人工智能集團副總裁兼可編程解決方案事業(yè)部產品營銷總經理Deepali Trehan日前所說：“FPGA整個市場在過去幾年經歷了快速增長，而且預測未來幾年也會有非常大的增長。”
他進一步指出，預計在未來 5 年內，F(xiàn)PGA將持續(xù)保持良好的增長勢頭，其復合年增長率也將介乎 12% 到 15% 之間。因此，為客戶提供滿足其需求的產品，并以此加速、推動客戶全方位的創(chuàng)新。
這也正是英特爾調整其FPGA戰(zhàn)略，發(fā)布了多系列新產品的原因。
FPGA的機遇與挑戰(zhàn)
“FPGA的關鍵價值在于其可編程性和靈活性?！痹趩柕接嘘PFPGA的優(yōu)勢時，Deepali Treha強調?！啊币舱腔谶@些優(yōu)勢，F(xiàn)PGA被廣泛地應用到云計算、網(wǎng)絡，如5G、通訊和邊緣、端的垂直市場。
按照他的觀點，包括AI在內，目前很多新興標準正在演化，這也是他們認為FPGA將在基礎設施加速、云加速和邊緣計算等領域的技術產品創(chuàng)新中起到舉足輕重作用的原因。“目前視頻正從4K演進到8K，這些視頻應用都需要越來越多的處理能力和算力，而我們的下一代至強處理器Sapphire Rapids則需要更大的帶寬進行加速。因此在我看來，在每個需要處理復雜工作負載的新興領域，如6G、AI，F(xiàn)PGA都將發(fā)揮其關鍵作用?！盌eepali Treha舉例說。
英特爾可編程方案事業(yè)部中國總經理葉唯琛也表示，在目前看到的FPGA領域里，市場需求非常旺盛。特別是中國本土的創(chuàng)新非常活躍，工業(yè)的各個行業(yè)正在進行產業(yè)升級，這給FPGA帶來了旺盛的需求。來到數(shù)據(jù)中心領域，F(xiàn)PGA月方興未艾，如IPU正在快速發(fā)展；存儲加速對FPGA的需求也正在興起。在通訊行業(yè)里，無論是有線應用還是無線應用，其對FPGA需求也都在進一步增大。
“所以我們看到中國的FPGA市場在過去幾年里迅猛發(fā)展。同時我們也看到，今后的若干年里的需求非常清晰，至少是兩位數(shù)的增長?！比~唯琛說。
而在需求增加的同時，F(xiàn)PGA也給開發(fā)者帶來了更大的挑戰(zhàn)。這首先體現(xiàn)在技術需求方面的挑戰(zhàn)。
“比如在邊緣側，我們可以看到很多像4K、8K這種清晰度非常高的視頻處理需求，或者像3D感知、更多的數(shù)據(jù)處理需求，以及對低延時、低帶寬的需求，如AR應用對帶寬和低延時的要求都是永無止境的，以及還有一些像PCIe Gen 5的接口需求。當中很多需求都是從性能上提出了更高的要求，同時要求功耗非常低，且性能不能受到損失。”Deepali Treha舉例說。
其次，來到供應方面，F(xiàn)PGA從晶圓、原材料或是封裝等產業(yè)鏈的方方面面面也迎來了挑戰(zhàn)。在一些新的先進工藝節(jié)點上困難重重。
第三，F(xiàn)PGA的開發(fā)也給供應商帶來了前所未有的新的挑戰(zhàn)。這一方面是因為市場不斷要求用戶進行創(chuàng)新，同時還要規(guī)避失敗的風險；另一方面，采用人工智能和其他新技術會使工具流程復雜化，因此會增加開發(fā)時間。
這正是英特爾所擅長并能解決的問題，這也是他們在FPGA上做了更多計劃的原因之一。
英特爾的多路出擊
“英特爾始終具備業(yè)界領先的供應鏈和制造能力，基于此我們希望能夠為所有的用戶提供完整的FPGA體驗，以及滿足用戶需求的產品?！盌eepali Treha告訴記者。
如上圖所示，英特爾計劃通過這個FPGA路線圖的演進和發(fā)展方向，在自身能力范圍內，持續(xù)為用戶供應圖中所示的產品。值得注意的是，Stratix和Agilex都是在英特爾工廠里建造的，我們計劃利用英特爾工廠來制造其下一代的幾個FPGA產品。
“客戶需要對他們的供應商和英特爾的可靠性有信心，因此我們希望通過管控好自身供應鏈的關鍵部分，使我們能夠為用戶提供更多的靈活性選擇。所以我們希望成為客戶長期的長期合作伙伴，贏取信任，持續(xù)向他們提供具備穩(wěn)定供應性的領先產品?！盌eepali Treha接著說。
具體看來，英特爾最近帶來了四款FPGA產品更新：
一、英特爾? Agilex? D 系列 FPGA：采用 Intel 7 制程工藝，能夠將其性能擴展至中端 FPGA 應用中，且在擁有高性能的同時，可提供相較于目前 Agilex F/I/M 系列更小的外形規(guī)格及更低的功率與密度。預計于 2023 年上半年英特爾? Quartus? Prime Software 開始支持該產品，2023 年下半年上市，2024 年上半年投產。
二、全新英特爾? Agilex? FPGA（代號 Sundance Mesa）：采用 Intel 7 制程工藝，旨在為邊緣、嵌入式等應用場景提供高能效的性能。與英特爾? Agilex? D 系列 FPGA 相比，Sundance Mesa 將憑借更低功耗、更小外形規(guī)格和邏輯密度的優(yōu)勢，向更廣闊的應用市場邁進。預計于 2023 年上半年英特爾? Quartus? Prime Software 開始支持該產品，2023 年下半年上市，2024 年上半年投產。
三、支持 CXL 和 PCIe 5.0 的英特爾? Agilex? FPGA：基于 Intel 7 制程工藝和芯粒設計，其不僅能夠支持 Compute Express Link（CXL）和 PCIe 5.0，亦提供了高帶寬，從而為要求極為苛刻的處理器工作負載提供更大的加速。目前，該產品的首批設備正在出貨給早期客戶。
四、英特爾? Tofino?擴展架構：基于 Intel 7 制程工藝和 P4 可編程性，其不僅能夠實現(xiàn)更大的性能優(yōu)化靈活性，亦能夠在開放標準的情況下達到較低 TCO（總體擁有成本）。
在Deepali Treha看來，此次英特爾發(fā)布的產品對于當前我們所支持的某些細分市場至關重要。例如，CXL 和 PCle 5.0 能夠支持最嚴苛的處理器工作負載的帶寬需求；英特爾? Agilex? D系列FPGA則能夠將其性能擴展至中端 FPGA 應用。
Deepali Treha指出，在過去幾年中，中端 FPGA 應用發(fā)生了很大變化，目前已經演進為需要更高的性能和更低的功耗；同時，英特爾推出的代號為Sundance Mesa的FPGA可以在提高效率的同時，為嵌入式等應用場景提供優(yōu)異的性能。
“整個 FPGA 行業(yè)發(fā)展良好，我們看到了巨大的市場需求，并且其中一些對于產品的需求需要對既有FPGA產品組合進行擴展，這也是我們能夠用全新推出的Agilex D系列FPGA和Sundance Mesa去填補的市場空白?！盌eepali Treha總結說。
如何看待來自中國的FPGA發(fā)展？
談到FPGA的時候，我們現(xiàn)在不能繞過的一個關鍵詞，就是中國，這從葉唯琛上面介紹的中國市場機遇可以窺見一斑。與此同時，正如大家所熟知的，國內的FPGA廠商也在快速發(fā)展。
在問到對本土FPGA的看法時，葉唯琛首先肯定，在過去幾年里，中國本土的FPGA廠家相繼出現(xiàn)，同時也在快速發(fā)展。在他看來，這說明了一下兩方面的原因：一是中國對FPGA的需求量呈一個上升趨勢；二是這個領域里非常的活躍，有很多新的玩家會進來。
“但我們對于英特爾在這個領域里的競爭力充滿信心?！比~唯琛強調。
他表示，在這一次的FPGA技術創(chuàng)新周里面推出了各種各樣的新產品，也展示了英特爾在中國有堅實的技術團隊，有非常大的投入，公司也有信心在這個非?；钴S、市場規(guī)模在不斷擴大，以及要求在不斷上升的領域里，憑借強大的技術實力、一流的開發(fā)者體驗、穩(wěn)定有保障的供應鏈，在FPGA市場上取得成功。
值得強調的是，英特爾在重慶還設立了FPGA創(chuàng)新中心。借助這個創(chuàng)新中心，一方面將英特爾領先的FPGA方案推給客戶；另一方面，也希望從這里幫助打造FPGA的創(chuàng)新生態(tài)，與產業(yè)共同發(fā)展。總體而言，這個創(chuàng)新中心主要聚焦云加速、人才培養(yǎng)和生態(tài)三個方面。
首先是在云加速方面，英特爾會把基于最新CPU的服務器，以及最新的基于Agilex、Stratix 10等產品，應用到不同應用中進行加速；其次，針對FPGA人才相對缺乏的問題，英特爾也希望重慶這個創(chuàng)新中心在其中能夠發(fā)揮一些積極作用。
具體到生態(tài)方面，英特爾希望能夠把各個產業(yè)鏈聚集在一起，在不同領域中與產業(yè)伙伴一起協(xié)同打造能集成到通用板子上的應用，讓這些通用的板子可以被更多的OEM、ODM所采用，大大降低準入門檻，縮短了從進入到最后應用的時間。
如葉唯琛所說，以上所做的一切不僅對英特爾而言是好事，對整個產業(yè)的發(fā)展也有很積極的影響。
“未來，我們將持續(xù)推動產品性能的提升，打造更小的外形規(guī)格和更低的功率與密度，致力于以領先的產品和解決方案滿足不同細分領域客戶的需求?！盌eepali Trehan最后說。
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