英持尔新型FPGA解决数据中心加速“瓶颈”

来源:华强电子网 作者: 时间:2019-09-25 09:43

英持尔 FPGA  数据中心

  自转向以数据为中心的全方位创新战略以来,英特尔正加速航行。作为重要棋子的FPGA,英特尔也加快了出新步伐。近日,英特尔宣布出货全新Stratix 10 DX FPGA,而基于10nm工艺的Agilex系列已向参与早期使用计划的客户出货,明年将正式量产。

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  异构方案解决加速挑战

  “众所周知,数据已呈指数级增长,客户所寻求的是将这些数据货币化,希望可通过全新应用以及对现有应用提速来实现货币化的目的,而充分利用这些海量数据就需要异构方案。”英特尔公司网络和自定义逻辑事业部副总裁兼FPGA和电源产品营销总经理Patrick Dorsey指出异构计算在数据时代的优势所在,“这种异构架构包含了CPU、GPU、AI芯片以及FPGA,只有综合性、针对性地解决具体问题,才能打造一个完整的解决方案。”

  而在异构平台中,FPGA绝对“不可或缺”。随着摩尔定律的放缓以及大数据、AI、5G、自动驾驶等的发展,对计算能力和带宽提出了前所未有的要求,同时新的算法新的框架层出不穷,要应对这一变化就需要灵活应变的FPGA。据预计到2022年,FPGA市场将达到75亿美元的规模,年复合成长率为9%。

  而数据中心的两大指标需要“和衷共济”:即网络吞吐量必须提高,而时延必须降低。Patrick Dorsey表示,随着服务器需要更高效的计算以处理AI等相关负载,包括FPGA、GPU等在内的硬件加速器被广泛使用,但其有效性能在很大程度上取决于CPU、可用系统内存和加速器之间的通信带宽和延迟。

  于是乎,在4年前英特尔将Altera纳入囊中之后,可打造“全能异构平台”的英特尔继宣布在中国重庆成立全球最大的FPGA中国创新中心以来,又重磅宣布FPGA组合家族当中的一个全新产品Stratix 10 DX,借力至强处理器Xeon+Stratix 10 DX的“组合拳”应对加速挑战。

  Xeon+FPGA组合带来高内存扩展能力

  对于这一全新组合,Patrick Dorsey分析其最大优势在于低时延、高带宽以及内存扩展能力。Stratix 10 DX不仅是英特尔首个支持PCIe Gen4的FPGA,同时通过与至强处理器采取超路径互连UPI,从而带来了关键价值即可快速扩展内存,如可支持8个独立的傲腾DC持久内存控制器,总容量可到4TB。

  Patrick Dorsey解释说,内存无论是DDR还是傲腾,通过在至强处理器与FPGA之间共享存储,在共享过程中就不用进行数据迁移或拷贝,因数据迁移和拷贝会带来高成本,同时也会降低系统的性能。从新的内存金字塔层级来看,不同类型的内存包括存储、持久性内存以及标准化内存,Stratix 10 DX则可提高塔尖高层级内存性能,如傲腾和DRAM。

  针对不同应用性能的优化,Patrick Dorsey列出了具体数字:在边缘计算应用中,Stratix 10 DX在拥有UPI之后,比仅使用PCIe的响应速度快37%。而在网络应用中,因支持PCIe Gen4,带宽比前一代PCIe Gen3扩大了两倍,使得数据处理更为快速,同时也拥有以太网功能。而在数据中心方面,通过英特尔的异构即Xeon+FPGA计算,加之PCIe Gen4与UPI的互联,总带宽可提升2.6倍。

  虽然英特尔已宣布退出5G基带业务,但仍专注于基础设施。对于正式商用的5G,Stratix 10 DX也大有可为。Patrick Dorsey介绍:“Stratix 10 DX可应用于5G基站,其好处体现在低时延,尤其是当5G走向数据中心、在vRAN方面应用时配合至强处理器,可进行诸多网络功能的加速。”

  目前新款FPGA与至强处理器通过UPI互连,Patrick Dorsey在谈及未来封装一体化问题提及,多样化的FPGA可使得客户进行灵活的配置和优化,集成封装还非必须。

  下一代Agilex实现诸多创新

  而祭出的Stratix 10 DX FPGA还只是一个发韧,对于FPGA英特尔的完整路线图已然浮出水面, Agilex FPGA系列也已出货,明年量产。

  据悉,英特尔Agilex FPGA系列几乎集成了英特尔现阶段所有的技术和创新优势,包括架构、封装、工艺、开发工具以及通过eASIC技术实现降低功耗的快速方式。

  Patrick Dorsey着重说,Agilex采用英特尔的10nm工艺,可对标业界的7nm水平。并且,Agilex将支持下一代UPI,即基于CXL的开放标准接口,同时还将支持第五代PCIe,其他创新还包括第二代HyperFlex架构、DSP创新等。他还强调,目前UPI只可搭配至强处理器使用,未来CXL将是公开的,可适配任何处理器。而从UPI过渡到CXL,只需对硬件接口和一些软件进行更新。最重要的是开发者已可使用UPI进行应用开发,客户也可向CLX进行无缝转移以及迭代。

  放眼FPGA领域的两大巨头,在数字时代做出了殊途同归的选择,英特尔的异构平台显然是其重要筹码。Patrick Dorsey最后指出,仅仅拥有四种架构是不够的,为保证客户能够充分利用异构的优势,英特尔一方面面向开发者提供产品路线图以及one-API统一应用开发接口等,另一方面针对端到端的硬件部署与客户展开密切合作。



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