英特尔的Agilex FPGA系列针对数据密集型工作负载

Agilex处理器是英特尔第一款采用10nm制程的fpga,实现了对AI、财务和物联网工作负载的性能提升

英特尔

在代号为Falcon Mesa的一年半的时间里,英特尔对这项技术进行了详细的梳理,并发布了Agilex系列的fpga,其目标是数据中心和网络应用,这些应用正在处理越来越多的人工智能、金融、数据库和物联网数据。

Agilex系列预计将在第三季度开始出现在设备上,它是更容易编程的fpga新浪潮的一部分,fpga开始在计算领域占据越来越重要的位置,因为数据中心被要求处理爆炸式的数据。2020欧洲杯预赛

fpga或现场可编程门阵列,是围绕可配置逻辑块(CLBs)矩阵构建的,这些逻辑块通过可编程互连连接,可以在生产后编程——甚至在部署到设备后重新编程——以运行为特定工作负载编写的算法。因此,即使在驱动性能更高的情况下,它们在每瓦特性能上比通用cpu更高效。

加速计算占据了中心位置

cpu可以与fpga打包,向它们卸载特定的任务,从而提高数据中心和网络的整体效率。加速计算的概念越来越被数据中心和网络管理人员视为一种处理不断增长的数据和网络流量的成本效益高的方法。

英特尔可编程解决方案集团(PSG)总经理丹•麦克纳马拉(Dan McNamara)表示:“这些数据正在创造一场我所说的创新竞赛,从边缘到网络再到云。”“我们相信,我们正处于我们历史上采用fpga的最大阶段。”

Agilex家族是fpga的第一个生产线,从底层发展起来的2015年英特尔以167亿美元收购Altera。这是第一个采用英特尔10nm制程制造的FPGA线,与前几代相比,10nm制程为FPGA增加了数十亿个晶体管。加上英特尔的第二代HyperFlex架构,它使Agilex的性能比公司目前的高端FPGA系列——Stratix 10 line——高出40%。

HyperFlex体系结构包括额外的寄存器(在处理器上临时存放数据的位置),称为超寄存器,位于核心结构的各处,以提高带宽、面积和功率效率。

记忆的一致性是关键

Agilex FPGAs也是第一个支持的处理器计算快速连接(CXL),高速互连旨在保持cpu(如英特尔的第二代Xeon可扩展处理器)和专用加速器(如fpga和gpu)之间的内存一致性。它确保不同的处理器在尝试写入相同的内存空间时不会发生冲突,本质上允许cpu和加速器共享内存。

Moor Insights & Strategy的创始人和负责人Patrick Moorhead说:“有了这个CXL总线,你可以实际编写使用所有实际内存的应用程序,这样做的目的是简化大内存工作负载下的编程模型。”

集成fpga、其他加速器和cpu的能力是英特尔数据中心加速计算策略的关键。2020欧洲杯预赛英特尔称之为“任意到任意”的集成。

“任意对任意”的集成对于数据中心来说是至关重要的2020欧洲杯预赛

Agilex家族使用嵌入式多模互连桥(EMIB)封装技术来集成FPGA结构,例如,Xeon可伸缩cpu或asic(不可指责的特殊功能处理器)。英特尔去年收购了结构化asic制造商eASIC,该公司称后者是fpga和ASICs之间的中间层技术。其想法是交付提供混合功能的产品,以实现数据密集型工作负载的最佳成本和性能效率。

英特尔周二在旧金山的数据中心创新日发布了Agilex,强调了处理器集成对数据中心的重要性,同时还讨论了其第二代Xeon可扩展生产线的2020欧洲杯预赛计划。

传统上,fpga主要用于嵌入式设备、通信设备和超大规模的数据中心,而不是直接销售给企业。2020欧洲杯预赛但是一些基于Intel Stratix 10和Arria 10 fpga的产品现在正在向企业销售,包括戴尔EMC和富士通的现成服务器。

使fpga更容易编程是使其成为主流的关键。“真正、真正重要的是软件的故事,”英特尔的麦克纳马拉说。“如果我们不能产生更多的用户,让FPGA编程变得更容易,这一切都不重要。”

英特尔的Quartus主要设计工具将提供给Agilex硬件开发人员,但FPGA软件开发的真正突破将是英特尔在12月宣布的OneAPI概念。

Moorhead说:“OneAPI是英特尔的一项努力,可以让程序员写入OneAPI,由OneAPI决定运行它的最佳硅片。”“我亲切地称它为魔法API;自从英特尔收购Altera以来,我就一直在想这个大项目。我期望发生的第一件事是像SAP和Oracle这样的大型企业开发人员给Agilex编写程序,然后是较小的isv,然后是定制的企业应用程序。”

agilex家庭 英特尔

英特尔计划在Agilex家族中建立三条不同的产品线,从低端到高端,F-系列,I-系列和m系列,以满足不同的应用和加工需求。Agilex系列,根据不同的系列,支持PCIe(外围组件互连express) Gen 5,和不同类型的内存,包括DDR5 RAM, HBM(高带宽内存)和Optane DC持久性内存。它将提供高达112G bps的收发数据速率和更大的混合算法精度的AI,包括bfloat16数字格式。

除了加速基于服务器的工作负载,如AI,基因组学,金融和数据库应用程序,fpga在网络中发挥着重要的作用。它们的每瓦特成本效率使得它们适用于边缘网络、物联网设备以及深度包检查。此外,可以在5G基站中使用;随着5G标准的发展,它们可以被重新编程。一旦5G标准得到强化,“任意对任意”的集成将允许处理工作转移到特殊用途的专用集成电路上,以达到最终的成本效率。

Agilex将与Xylinx的ACAPs展开竞争

Agilex将可能与Xylinx的即将到来的竞争整个的产品族预计将于今年下半年推出。Xylinx与Altera在FPGA市场上竞争多年,与Versal一起介绍了它所说的一个新的产品类别——自适应计算加速平台(ACAP)。不过Moorhead指出,Versal ACAPs将采用台积电7nm制程技术,但由于英特尔实现了高晶体管密度,Agilex和Versal芯片所提供的晶体管数量可能相当。

尽管Agilex和Versal在细节上不同,但本质上是相似的:可编程处理器提供了比前几代FPGA更广泛的编程选项,与cpu一起工作以加速数据密集型的工作负载,并提供内存一致性。不过,与CXL不同,Versal家族使用的是加速器缓存相干互连(CCIX)互连结构。

Intel和Xylinx目前都没有宣布对Agilex或Versal产品的OEM支持,但随着时间的推移,情况会有所改变。

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