【摘要】 英特尔正式发布Agilex FPGA 采用10nm制程工艺
4月3日消息，今日，英特尔正式发布Agilex FPGA，这一全新FPGA产品与此前英特尔的Stratix系列大不相同，为实现超高敏捷性和灵活性做了大量创新。
英特尔可编程解决方案事业部首席产品营销官Patrick Dorsey表示，这是首款提供广泛内存支持，且可无缝连接到英特尔至强可扩展处理器的内存一致性加速器，也是首款提供从100GB到1TB灵活性和敏捷性的FPGA。
英特尔Agilex FPGA家族分为通用型的F系列、适用于高性能处理器接口和大带宽应用的I系列和适用于计算密集型应用的M系列。其软件已能使用，首款设备将于今年9月上市。
总体来看，英特尔Agilex FPGA包含如下特性：
1、首款集英特尔各创新技术于一体的FPGA：10nm制程工艺、3D集成、英特尔至强(XEON)可扩展处理器，具有内存一致性(CXL)、112G XCVR、PCIe Gen5、eASIC设备、One API、英特尔Optane DC Persistent Memory支持。
2、任意集成使得FPGA能根据具体应用进行优化和定制，实现更高程度的灵活性和敏捷性。
3、适用于边缘计算、嵌入式、网络(5G/NFV)和数据中心等革命性应用。
另外，Patrick Dorsey还透露，Agilex将被应用于下一代的可编程加速卡，并且英特尔将在今年晚些时候向市场披露其FPGA产品路线图。
一、英特尔自研技术的集大成者
作为面向数据领域的FPGA，Agilex有三大特点：处理、存储和移动。
在数据处理方面，Agilex采用英特尔10nm制程工艺和英特尔自研的第2代Hyperflex架构，与英特尔Stratix 10 FPGA相比，性能最高提升40%，能耗最高降低40%，采用FP16配置时DSP性能高达40 TFLOPS。
在数据存储方面，Agilex既有传统的经典数据存储DDR5，也有高带宽存储HBM，并有Optane DC Persistent memory支持。
另外，Agilex FPGA通过计算快速链接(CXL)和至强处理器之间建立起连接，使得它们之间足以建立一种非常紧密的内存一致性，可以实现数据共享，拥有更低延迟和更大内存空间，能够加快包括数据分析、数据库加速和功能即服务在内的各种工作复杂的处理速度。
英特尔可编程解决方案事业部首席产品营销官Patrick Dorsey表示，目前为止，这是第一个也是唯一一个支持这种连接的解决方案。
在数据移动方面，Agilex和英特尔至强处理器间稳定的CXL运行在PCIe GEN5上面，可为400G网络、边缘分析、数据中心工作负载等应用提供高带宽。Patrick Dorsey称，Agilex的数据收发速率可达112G，是目前行业第一。
二、任意异构3D集成
所谓任意异构3D集成(Any-to-Any Heterogenous 3D Integration)，指的是英特尔根据客户或市场的需求，将不同制程工艺、不同功能的小芯片(Chiplet)封装在一起，快速供给客户需求。
如图中间是FPGA，在它的旁边有一些跟计算有关的接口、存储，客户有需要时就可以把它集成到FPGA上。这使得客户进行数据处理、数据分析的速度加快一倍，更加敏捷、快速和灵活，开发成本也会降低。
当然，异构3D集成的实现，离不开英特尔的“胶水封装”黑科技——嵌入式多芯片互连桥接(EMIB)。这一技术使得英特尔可在同一片基板上连接各种不同类型的小芯片，实现芯片间3D封装互联和无损性能。
去年英特尔收购了一个公司eASIC，这家公司能快速生产ASIC芯片，使得TTM性能和成本均得到优化。收购eASIC后，英特尔能够按照客户要求高效实现模组定制化或者优化。
不止于此，因为英特尔自己本身也生产ASIC芯片的，又收购了eASIC，使得英特尔有能力可以非常快地来生产FPGA并对其进行优化，并可将二者结合在一起，可在产品的这个生命周期进行灵活优化，同时英特尔也生产IP硬件，对客户来讲非常方便。
三、强调AI应用的加速器
英特尔很多产品都面向AI，英特尔Agilex FPGA与英特尔至强(XEON)、酷睿(CORE)、Nervana、Movidius、Atom系列产品均互补，可实现高达40 TFLOPS的FP 16性能和高达92 TOPS的INT8性能，可配置FP32、BFLOAT 16、 FP16、INT2转INT8等不同DSP。
其中，只有FPGA支持硬件化的BFLOAT16 & FP16开放式标准，此前已经被谷歌TPU采用。
英特尔还向所有开发人员提供Agilex FPGA开发者工具，专为硬件开发人员打造的Quartus Prime设计工具和为软件开发人员打造的One API。
Quartus Prime可将内存利用率提高15%，编译时间缩短30%，新的工作流和可用性功能提高设计融合速度。
One API提供单一源、异构编程环境，支持常见的性能库API，FPGA支持包括英特尔VTune放大器、英特尔Advisor在内的英特尔软件开发工具。
当前，英特尔软件工具已经可以使用，开发者可以利用这些工具开发出自己的FPGA。Patrick Dorsey表示，其首款设备将于今年9月上市。
四、三大适用市场：云、5G和边缘
到2023年，硅潜在市场规模将超过200亿美元。现在市场发展飞快，英特尔每个客户手上都有海量的数据亟待处理，以促进产品的创新和新兴业务的应用。不同客户面临的问题不同，很难统一每个所需要采用的应用。
英特尔认为客户需要更多定制化、个性化的解决方案，Agilex就是能为客户带来这些定制化解决方案的平台。对此，英特尔将其Agilex主要面向的市场分为三类：嵌入式/边缘，通信基础设施，云/企业。
在嵌入式/边缘，很多客户面临如何将实时数据收集和分析的问题，需要针对当下正在发生的事件、相关的信息进行实时反应，做出实时分析处理。
网络正在进行改变，从云到edge方面需要网络速度非常高，云服务供应商对网络有不同想法，在落实时可能会遇到困难，而通过FPGA，可以让他们能在网络方面实现创新的想法。
数据中心最关注的往通常是功率和总拥有成本(TCO)，往往希望同样配置下做更多事，以降低成本。它和之前提到的网络的工作负载不同，是通过与加速器共享内存，使得效率更高。
据介绍，Agilex是首款提供广泛内存支持，且可无缝连接到英特尔至强可扩展处理器的FPGA。
另外一个和英特尔FPGA产品契合的市场是5G。过去的无线市场往往是由无线硬件组成，现在越来越多跟数据相关，客户希望能很快开始使用5G，然后随着时间推移，一边使用一边优化。
对此，英特尔提供自定义逻辑连续体(customer logic continuum)，包括FPGA灵活性、快速优化英特尔eASIC设备、全方位自定义ASIC优化和根据应用选择芯片。Patrick Dorsey表示只有英特尔提供以上所有自定义选项。
结语：Agilex将被应用于下一代的可编程加速卡
不同于此前英特尔Stratix系列，Agilex是全面借助英特尔自身能力的创新FPGA产品，其内置的基础架构、至强处理器、GPU、处理技术、3D封装技术、软件等均来自英特尔。
“现在在我们的研发部门有超过10万人，”英特尔可编程解决方案事业部首席产品营销官Patrick Dorsey说，“接下来，公司会充分利用这项技术，在数据移动、数据存储、数据处理方面迈向下一个台阶。简单来说，我们会用Agilex会做我们下一代的可编程加速卡N3000。”
此外，Patrick Dorsey还在采访中透露，今年晚些时候，英特尔将会向市场披露其FPGA产品路线图。