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時(shí)間：2022.12.15

振華航空芯聞：FPGA需求旺盛，英特爾公布最新路線圖

在過(guò)去幾年，因?yàn)锳I、數(shù)據(jù)中心和5G的火熱，F(xiàn)PGA過(guò)去幾年的關(guān)注度正在大增。

正如英特爾數(shù)據(jù)中心與人工智能集團(tuán)副總裁兼可編程解決方案事業(yè)部產(chǎn)品營(yíng)銷總經(jīng)理Deepali Trehan日前所說(shuō)：“FPGA整個(gè)市場(chǎng)在過(guò)去幾年經(jīng)歷了快速增長(zhǎng)，而且預(yù)測(cè)未來(lái)幾年也會(huì)有非常大的增長(zhǎng)?！?/p>

他進(jìn)一步指出，預(yù)計(jì)在未來(lái) 5 年內(nèi)，F(xiàn)PGA將持續(xù)保持良好的增長(zhǎng)勢(shì)頭，其復(fù)合年增長(zhǎng)率也將介乎 12% 到 15% 之間。因此，為客戶提供滿足其需求的產(chǎn)品，并以此加速、推動(dòng)客戶全方位的創(chuàng)新。

這也正是英特爾調(diào)整其FPGA戰(zhàn)略，發(fā)布了多系列新產(chǎn)品的原因。

FPGA的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

“FPGA的關(guān)鍵價(jià)值在于其可編程性和靈活性?！痹趩?wèn)到有關(guān)FPGA的優(yōu)勢(shì)時(shí)，Deepali Treha強(qiáng)調(diào)?！啊币舱腔谶@些優(yōu)勢(shì)，F(xiàn)PGA被廣泛地應(yīng)用到云計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)，如5G、通訊和邊緣、端的垂直市場(chǎng)。

按照他的觀點(diǎn)，包括AI在內(nèi)，目前很多新興標(biāo)準(zhǔn)正在演化，這也是他們認(rèn)為FPGA將在基礎(chǔ)設(shè)施加速、云加速和邊緣計(jì)算等領(lǐng)域的技術(shù)產(chǎn)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(jìn)到8K，這些視頻應(yīng)用都需要越來(lái)越多的處理能力和算力，而我們的下一代至強(qiáng)處理器Sapphire Rapids則需要更大的帶寬進(jìn)行加速。因此在我看來(lái)，在每個(gè)需要處理復(fù)雜工作負(fù)載的新興領(lǐng)域，如6G、AI，F(xiàn)PGA都將發(fā)揮其關(guān)鍵作用?！盌eepali Treha舉例說(shuō)。

英特爾可編程方案事業(yè)部中國(guó)總經(jīng)理葉唯琛也表示，在目前看到的FPGA領(lǐng)域里，市場(chǎng)需求非常旺盛。特別是中國(guó)本土的創(chuàng)新非?；钴S，工業(yè)的各個(gè)行業(yè)正在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)升級(jí)，這給FPGA帶來(lái)了旺盛的需求。來(lái)到數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，F(xiàn)PGA月方興未艾，如IPU正在快速發(fā)展；存儲(chǔ)加速對(duì)FPGA的需求也正在興起。在通訊行業(yè)里，無(wú)論是有線應(yīng)用還是無(wú)線應(yīng)用，其對(duì)FPGA需求也都在進(jìn)一步增大。

“所以我們看到中國(guó)的FPGA市場(chǎng)在過(guò)去幾年里迅猛發(fā)展。同時(shí)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(zhǎng)?！比~唯琛說(shuō)。

而在需求增加的同時(shí)，F(xiàn)PGA也給開(kāi)發(fā)者帶來(lái)了更大的挑戰(zhàn)。這首先體現(xiàn)在技術(shù)需求方面的挑戰(zhàn)。

“比如在邊緣側(cè)，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(duì)低延時(shí)、低帶寬的需求，如AR應(yīng)用對(duì)帶寬和低延時(shí)的要求都是永無(wú)止境的，以及還有一些像PCIe Gen 5的接口需求。當(dāng)中很多需求都是從性能上提出了更高的要求，同時(shí)要求功耗非常低，且性能不能受到損失?！盌eepali Treha舉例說(shuō)。

其次，來(lái)到供應(yīng)方面，F(xiàn)PGA從晶圓、原材料或是封裝等產(chǎn)業(yè)鏈的方方面面面也迎來(lái)了挑戰(zhàn)。在一些新的先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)上困難重重。

第三，F(xiàn)PGA的開(kāi)發(fā)也給供應(yīng)商帶來(lái)了前所未有的新的挑戰(zhàn)。這一方面是因?yàn)槭袌?chǎng)不斷要求用戶進(jìn)行創(chuàng)新，同時(shí)還要規(guī)避失敗的風(fēng)險(xiǎn)；另一方面，采用人工智能和其他新技術(shù)會(huì)使工具流程復(fù)雜化，因此會(huì)增加開(kāi)發(fā)時(shí)間。

這正是英特爾所擅長(zhǎng)并能解決的問(wèn)題，這也是他們?cè)贔PGA上做了更多計(jì)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(lǐng)先的供應(yīng)鏈和制造能力，基于此我們希望能夠?yàn)樗械挠脩籼峁┩暾腇PGA體驗(yàn)，以及滿足用戶需求的產(chǎn)品?！盌eepali Treha告訴記者。

如上圖所示，英特爾計(jì)劃通過(guò)這個(gè)FPGA路線圖的演進(jìn)和發(fā)展方向，在自身能力范圍內(nèi)，持續(xù)為用戶供應(yīng)圖中所示的產(chǎn)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(jì)劃利用英特爾工廠來(lái)制造其下一代的幾個(gè)FPGA產(chǎn)品。

“客戶需要對(duì)他們的供應(yīng)商和英特爾的可靠性有信心，因此我們希望通過(guò)管控好自身供應(yīng)鏈的關(guān)鍵部分，使我們能夠?yàn)橛脩籼峁└嗟撵`活性選擇。所以我們希望成為客戶長(zhǎng)期的長(zhǎng)期合作伙伴，贏取信任，持續(xù)向他們提供具備穩(wěn)定供應(yīng)性的領(lǐng)先產(chǎn)品?！盌eepali Treha接著說(shuō)。

具體看來(lái)，英特爾最近帶來(lái)了四款FPGA產(chǎn)品更新：

一、英特爾? Agilex? D 系列 FPGA：采用 Intel 7 制程工藝，能夠?qū)⑵湫阅軘U(kuò)展至中端 FPGA 應(yīng)用中，且在擁有高性能的同時(shí)，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(yù)計(jì)于 2023 年上半年英特爾? Quartus? Prime Software 開(kāi)始支持該產(chǎn)品，2023 年下半年上市，2024 年上半年投產(chǎn)。

二、全新英特爾? Agilex? FPGA（代號(hào) Sundance Mesa）：采用 Intel 7 制程工藝，旨在為邊緣、嵌入式等應(yīng)用場(chǎng)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(shì)，向更廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)邁進(jìn)。預(yù)計(jì)于 2023 年上半年英特爾? Quartus? Prime Software 開(kāi)始支持該產(chǎn)品，2023 年下半年上市，2024 年上半年投產(chǎn)。

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(shè)計(jì)，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(fù)載提供更大的加速。目前，該產(chǎn)品的首批設(shè)備正在出貨給早期客戶。

四、英特爾? Tofino?擴(kuò)展架構(gòu)：基于 Intel 7 制程工藝和 P4 可編程性，其不僅能夠?qū)崿F(xiàn)更大的性能優(yōu)化靈活性，亦能夠在開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的情況下達(dá)到較低 TCO（總體擁有成本）。

在Deepali Treha看來(lái)，此次英特爾發(fā)布的產(chǎn)品對(duì)于當(dāng)前我們所支持的某些細(xì)分市場(chǎng)至關(guān)重要。例如，CXL 和 PCle 5.0 能夠支持最嚴(yán)苛的處理器工作負(fù)載的帶寬需求；英特爾? Agilex? D系列FPGA則能夠?qū)⑵湫阅軘U(kuò)展至中端 FPGA 應(yīng)用。

Deepali Treha指出，在過(guò)去幾年中，中端 FPGA 應(yīng)用發(fā)生了很大變化，目前已經(jīng)演進(jìn)為需要更高的性能和更低的功耗；同時(shí)，英特爾推出的代號(hào)為Sundance Mesa的FPGA可以在提高效率的同時(shí)，為嵌入式等應(yīng)用場(chǎng)景提供優(yōu)異的性能。

“整個(gè) FPGA 行業(yè)發(fā)展良好，我們看到了巨大的市場(chǎng)需求，并且其中一些對(duì)于產(chǎn)品的需求需要對(duì)既有FPGA產(chǎn)品組合進(jìn)行擴(kuò)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(bǔ)的市場(chǎng)空白。”Deepali Treha總結(jié)說(shuō)。

如何看待來(lái)自中國(guó)的FPGA發(fā)展？

談到FPGA的時(shí)候，我們現(xiàn)在不能繞過(guò)的一個(gè)關(guān)鍵詞，就是中國(guó)，這從葉唯琛上面介紹的中國(guó)市場(chǎng)機(jī)遇可以窺見(jiàn)一斑。與此同時(shí)，正如大家所熟知的，國(guó)內(nèi)的FPGA廠商也在快速發(fā)展。

在問(wèn)到對(duì)本土FPGA的看法時(shí)，葉唯琛首先肯定，在過(guò)去幾年里，中國(guó)本土的FPGA廠家相繼出現(xiàn)，同時(shí)也在快速發(fā)展。在他看來(lái)，這說(shuō)明了一下兩方面的原因：一是中國(guó)對(duì)FPGA的需求量呈一個(gè)上升趨勢(shì)；二是這個(gè)領(lǐng)域里非常的活躍，有很多新的玩家會(huì)進(jìn)來(lái)。

“但我們對(duì)于英特爾在這個(gè)領(lǐng)域里的競(jìng)爭(zhēng)力充滿信心?！比~唯琛強(qiáng)調(diào)。

他表示，在這一次的FPGA技術(shù)創(chuàng)新周里面推出了各種各樣的新產(chǎn)品，也展示了英特爾在中國(guó)有堅(jiān)實(shí)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，有非常大的投入，公司也有信心在這個(gè)非?；钴S、市場(chǎng)規(guī)模在不斷擴(kuò)大，以及要求在不斷上升的領(lǐng)域里，憑借強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力、一流的開(kāi)發(fā)者體驗(yàn)、穩(wěn)定有保障的供應(yīng)鏈，在FPGA市場(chǎng)上取得成功。

值得強(qiáng)調(diào)的是，英特爾在重慶還設(shè)立了FPGA創(chuàng)新中心。借助這個(gè)創(chuàng)新中心，一方面將英特爾領(lǐng)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(chǎn)業(yè)共同發(fā)展。總體而言，這個(gè)創(chuàng)新中心主要聚焦云加速、人才培養(yǎng)和生態(tài)三個(gè)方面。

首先是在云加速方面，英特爾會(huì)把基于最新CPU的服務(wù)器，以及最新的基于Agilex、Stratix 10等產(chǎn)品，應(yīng)用到不同應(yīng)用中進(jìn)行加速；其次，針對(duì)FPGA人才相對(duì)缺乏的問(wèn)題，英特爾也希望重慶這個(gè)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(gè)產(chǎn)業(yè)鏈聚集在一起，在不同領(lǐng)域中與產(chǎn)業(yè)伙伴一起協(xié)同打造能集成到通用板子上的應(yīng)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(zhǔn)入門(mén)檻，縮短了從進(jìn)入到最后應(yīng)用的時(shí)間。

如葉唯琛所說(shuō)，以上所做的一切不僅對(duì)英特爾而言是好事，對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也有很積極的影響。

“未來(lái)，我們將持續(xù)推動(dòng)產(chǎn)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(lǐng)先的產(chǎn)品和解決方案滿足不同細(xì)分領(lǐng)域客戶的需求?！盌eepali Trehan最后說(shuō)。

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