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[導讀]據GMI預測, 2021 年FPGA市場規(guī)模超過 60 億美元,且在 2022 年~ 2028 年間將以超過 12% 的復合年增長率增長。市場增長的動力主要來自數據中心中AI 和ML技術在邊緣計算應用中的落地。

據GMI預測, 2021 年FPGA市場規(guī)模超過 60 億美元,且在 2022 年~ 2028 年間將以超過 12% 的復合年增長率增長。市場增長的動力主要來自數據中心中AI 和ML技術在邊緣計算應用中的落地。

FPGA具備低成本集成、高性能和高能效的特點,在很多需要快速迭代的計算場景中,提供了比ASIC更大的靈活性、部署和成本優(yōu)勢。在近日召開的2022英特爾FPGA中國技術周的活動中,英特爾數據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和英特爾可編程方案事業(yè)部中國總經理葉唯琛,就FPGA的市場前景、英特爾FPGA的優(yōu)勢和最新產品進行了精彩的分享。


市場需求旺盛:應對AI邊緣計算復雜場景

盡管消費、PC和計算領域面臨著下行態(tài)勢,但FPGA仍具備旺盛的增長潛力。包括AI在內,目前很多新興標準正在演化,而FPGA在這些基礎設施加速、云加速和邊緣計算領域中能夠發(fā)揮關鍵作用。FPGA的內在價值是可編程性和靈活性,因此可以賦予AI更高的靈活性,尤其是在邊緣領域運行AI相關工作負載時,能夠為其特定工作負載進行優(yōu)化,這一點至關重要。

“當前不僅AI的算法正在進行迭代,AI的應用場景也越來越擴展。在這樣一個快速變化的場景和多樣算法的前提下,實際上專用芯片是很難滿足需求的?!比~唯琛分享到,“所以在現在包括今后很多年,利用FPGA的靈活性以及快速迭代的方式來進行AI的邊緣計算,實際上應用場景會越來越廣泛。”

以視頻為例,目前視頻正從4K演進到8K,需要越來越多的處理能力和算力,而下一代處理器則需要更大的帶寬進行加速。Deepali Trehan表示,在每個需要處理復雜工作負載的新興領域,如6G、AI等,FPGA都將發(fā)揮其關鍵作用。


英特爾FPGA的獨到優(yōu)勢:制程、技術和生態(tài)

英特爾FPGA產品有其獨到的優(yōu)勢,一是來自英特爾制造的優(yōu)勢、二是其領先的產品技術、三是其完整的計算和加速產品生態(tài)。

從供應鏈和工藝角度來看,雖然供應鏈在過去一段時間遭遇了沖擊,但憑借英特爾制造的優(yōu)勢,其FPGA產品可以保證供應鏈的安全性,并且Intel 7的工藝制程為其FPGA提供了更具性能和功耗優(yōu)勢的基礎。

從產品領導力的角度來看,Agilex性能功耗比不僅在市場上得到了非常正面的反饋,諸多用戶的認可,同時也被用戶應用在方方面面,以解決多樣化問題,并推動用戶創(chuàng)新。

從其生態(tài)和產品布局來看,FPGA 在整個英特爾 XPU 戰(zhàn)略中扮演著重要角色,可以為用戶帶來全方位的加速體驗。英特爾的CPU、GPU和FPGA團隊緊密合作,因此可以確保所有產品能夠保持統(tǒng)一的標準,并確保制定一個與行業(yè)趨勢保持一致的路線圖。通過XPU戰(zhàn)略,英特爾為客戶提供了一個可用性較強的、完整的解決方案,從而幫助其縮短了開發(fā)時間。


產品路線圖:向下拓展制程工藝優(yōu)勢

正是因為整個 FPGA 行業(yè)發(fā)展良好,英特爾看到了巨大的市場需求。在某些應用市場,客戶需要更為符合其性能功耗目標的產品。英特爾在此次FPGA技術周上發(fā)布了多款全新產品,通過對既有FPGA產品組合進行擴展,來響應這些應用方向上的需求。

面向中端應用:Agilex D系列FPGA

英特爾將Agilex系列產品線、以及其成熟的Intel 7工藝拓展到中端FPGA應用,推出了最新的Agilex D系列FPGA。中端的FPGA應用需要在追求性能的同時,平衡好功耗、外型和密度這些因素。Agilex D系列具有比Agilex F/I/M 系列更小的外形規(guī)格及更低的功率與密度,并且相比業(yè)界其他7nm FPGA,每瓦邏輯結構性能提升2倍。

面向嵌入式應用:代號Sundance Mesa的 Agilex FPGA

Sundance Mesa同樣采用了Intel 7工藝,定位是面向邊緣、嵌入式等功耗敏感的場景。與Agilex D系列相比,它具備更低功耗、更小外型規(guī)格和更高邏輯密度。每瓦性能是業(yè)界16nm FPGA產品的1.6倍。據Deepali Trehan介紹,在Sundance Mesa中采取了對DSP、內存塊的電源門控(power gating)設計以降低功耗,此外也有對于HPS的電源門控設計,例如硬處理系統(tǒng),旨在靜態(tài)控制Arm內核并減少功耗泄漏。

面向加速應用:支持CXL和PCIe5.0的Agilex FPGA

為給要求極為苛刻的處理器工作負載提供更高的加速能力,需要更高的帶寬。英特爾基于Intel 7工藝和Chiplet設計,推出了支持CXL和PCIe 5.0的Agilex FPGA。據悉該FPGA相比競爭對手可以提供額外的帶寬,達到了業(yè)界最高帶寬。當前僅支持CXL 1.1,但未來將很快支持CXL2.0。

Tofino擴展架構

為解決當前網絡挑戰(zhàn),Intel還推出了Tofino可拓展架構。該架構具備網絡和運營商所需的靈活性,能夠定制網絡以滿足當下和未來的多樣化工作負載,并使支持網絡的功能增加,提供大大超過傳統(tǒng)網絡交換的能力。與交換機專用ASIC相比, 該架構將表和緩沖區(qū)容量提升了兩倍。對于開放行業(yè)標準的支持,也使客戶能夠在多樣化產品中達到較低的總體擁有成本(TCO)。


總結

據Deepali Trehan介紹,從2020-2021年,FPGA市場的增速為16%,而英特爾的PSG在2021-2022年間也有較高的增長,這對整個FPGA行業(yè)而言也是一個很強的推動。此次FPGA技術周上推出的新品非常令人期待,預計到明年上半年英特爾 Quartus Prime Software將開始支持Agilex D系列和代號為Sundance Mesa全新英特爾 Agilex FPGA,這兩款產品都將于23年下半年上市,24年上半年投產。

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