Stratix 10 FPGA系列
Stratix® 10 FPGA分為多個系列,最新推出的為Stratix® 10 DX FPGA,其他型號在去年已經推出,可以看到FPGA Logic部分,DX與其他系列都是相同的,DX主要增強了對Memory、PCIe Gen4、以及UPI的支持。
Stratix 10 DX FPGA 是英特爾首款支持硬IP PCIe Gen4的FPGA。而對于Stratix 10 其他系列僅僅支持軟IP PCIe Gen4。更具體的說,這款新推出的FPGA支持兩個高性能、以處理器為核心的接口,即英特爾超路徑互連(UPI)和PCI-Express (PCIe) Gen4 x16,同時還支持特定的英特爾®傲騰™數據中心級持久內存雙列直插式內存模塊(DIMM)。
Stratix 10 DX FPGA是英特爾首個支持PCIe Gen4的FPGA,同時它的獨具特色之處還在于它是采取超路徑互連UPI的。正因為這個產品支持UPI,因此它的一個關鍵價值就是能夠擴展系統內存。有了Stratix 10 DX再加上英特爾至強處理器就可以極大的擴展系統內存。
與特定的英特爾至強可擴展處理器組合,UPI接口可將延遲降低37% 2,并通過一致的數據移動和28GB/秒的理論峰值傳輸速率而提高整個系統的性能3。我們預計將在2021年提供超高速協議(Compute Express Link),具有內存一致性的FPGA接口是英特爾路線圖的一部分。
符合PCI-SIG標準的Gen4 x16接口提供32GB/秒的理論峰值數據帶寬。數據中心和非數據中心應用的吞吐量大約將提高1倍以上4。
Stratix 10 FPGA的其他現有功能還包括:100GB/秒的以太網,HBM2內存堆棧和帶外設的四核ARM Cortex-A53處理器子系統。
低時延、高帶寬、對基礎設施與應用的加速也是該款產品向客戶以及市場提供解決方案的主要領域。三個不同的領域就是三個不同的市場。Patrick Dorsey特別就“基礎設施與應用的加速”進行了舉例說明。
此外,在邊緣計算應用中,例如AI或者是神經網絡的計算任務上,要求應用進行超快速的響應。Stratix 10 DX擁有UPI之后,對比僅僅使用PCIe的響應速度快37%。而在網絡應用當中,擁有了PCIe Gen4之后,是前一代PCIe Gen3帶寬的兩倍,這使得數據處理更為快速,同時也擁有以太網功能,這也是FPGA所帶來的。第三則是在數據中心,云服務提供商或是企業級數據中心方面,通過英特爾的異構計算架構,至強可擴展處理器再加上FPGA,也就是多節點的計算架構,同時擁有PCIe Gen4與UPI的互聯,總帶寬是過去的2.6倍。在有了新FPGA的能力之后,在這三個市場當中,基本都能夠實現超兩倍以上的性能表現優化。
針對硬件的部署,英特爾和OEM廠商如聯想、浪潮等進行密切合作,幫助企業進行相應規范的認證過程。如應用英特爾FPGA或者至強處理器服務器的,英特爾會幫助判斷是否符合規范。同樣的操作也應用于5G,英特爾也在幫助客戶使用vRAN對數據中心應用5G。英特爾通過這些來確保OEM在使用其FPGA時,其他硬件架構都能夠滿足規范要求。目前,英特爾在七個不同的應用領域上都和OEM進行了關于合規的合作。
英特爾提供了從邊緣到云端加速的FPGA解決方案,獨特的解決方案整合了至強SP、FPGA、UPI/CXL和傲騰技術。FPGA的核心不變,通過不同封裝及小芯片的不同疊加來實現。
對于未來的完整路線圖,Patrick Dorsey表示:“Stratix 10 DX FPGA只是一個開始。英特爾會推出Agilex(今年3月已發布),這是基于10納米制程的FPGA。它將支持下一代UPI,也就是基于CXL的開放標準接口。同時還將會支持下一代PCIe標準。最重要的是,現在應用開發者、系統集成商以及各類設計人員就已經可以去使用UPI去進行應用開發。在Agilex推出之后英特爾還將幫助客戶進行向CLX進行無縫轉移,以及后續的迭代過程。因此客戶可以持續的享受帶寬提升和時延降低的好處。”
據了解,Agilex系列已向參與早期使用計劃的客戶出貨,明年將正式量產。Agilex目前的產品采用的是10納米制程技術,但是并不限于10納米,未來可能使用多種制程技術,Agilex將是未來新的英特爾FPGA產品系列。Stratix 10 DX FPGA在現有基礎架構上還有更高層次的架構,可以整合UPI以及CXL,這些能力都將納入到英特爾下一代的產品當中。并且在封裝時,會在獨立的模組上提供UPI。UPI、PCIe這些接口協議實際上是單獨的小芯片實現的,能夠很容易的升級到CXL,這樣在遷徙升級的時候非常方便,能夠可以很快的達成設計目標。
針對5G方面,FPGA可以應用于5G基帶和5G無線。Patrick Dorsey介紹說:“關于5G的應用,英特爾已經在與樂天日本運營商和中國移動開展合作。”Stratix 10 DX FPGA主要是針對5G的基帶,其好處主要體現在低時延,尤其是當5G走向數據中心,在vRAN方面應用的時候配合FPGA和至強處理器,采用Stratix 10 DX可以進行諸多網絡功能的加速。