这几天,2016年英特尔信息技能峰会(IDF 2016)正如火如荼地进行。期间初次露脸了英特尔SoC FPGA开发者论坛(ISDF),此活动聚集英特尔可编程处理计划事业部(PSG,前身为Altera公司)及其SoC FPGA技能。英特尔首席执行官(CEO)科再奇登台宣告主题讲演,并向观众展现了英特尔品牌的14纳米Stratix 10 FPGA(如下图)。
这激动人心的一刻来之不易。此前,Altera已有14纳米Stratix的规划,上一年12月28日Altera与Intel正式联婚后,经过磨合,这一产品才得以出炉。
从Altera视点看,这一收买对Altera的用户而言意味着什么?现在的开展方向怎么?最重要的是:FPGA和SoC FPGA能否在英特尔站稳脚步?
在此让咱们切换一下场景,回到本年的7月28日,Altera团队兼并后在北京榜首次举行的新闻发布会。
出资驱动增加
Intel最新的愿景是智能核算与互联更强。PSG产品营销总监Patrick Dorsey解读CEO科再奇的说话,看到了加大投入、进步营收、FPGA很重要等要害词。
由于FPGA在“云和数据中心”和“物体和设备”的良性循环中无处不在。详细地,Intel的架构叫IA,在此商场产品傍边,FPGA也是存在的。“咱们剖析过,既有IA(Intel架构),也有FPGA的商场,大概有80%的堆叠。”例如有客户现已用FPGA和IA做到5G体系中,光网络是别的一个比方,PSG是光网络商场占有率榜首的FPGA供货商,咱们现已有才能把光跟FPGA进行直连光网络,光网络是别的一个比方,咱们是光网络商场占有率榜首的FPGA供货商,咱们现已有才能把光跟FPGA进行直连。关于云和数据中心来说,80%的FPGA是来自于Altera的。这部分的FPGA首要是来做一些加快和剖析的运用。实际上,在IoT(物联网)商场里边,曾经FPGA更多是工厂自动化,现在在轿车的运用范畴,PSG也在做相应的一些开发。轿车的潜力很大,例如,估计在2020年手机数据量会在1GB,关于轿车来讲是400GB。要完结这样巨大的数据传输和数据处理需求FPGA做一个加快。
曩昔在轿车商场实际上现已出货了5500多万片Intel FPGA。在无线和通讯的商场,有95%以上的蜂窝电话呼叫和数据是经过Intel FPGA进行处理。在云核算商场,Intel FPGA有80%的商场份额。
现在FPGA一同完结了灵敏性和高功率。芯片交融带来了互联、加快、可伸缩性等优势。例如轿车范畴,摩尔定律已慢下来,蓝色线是芯片的功能趋势,因而需求新的办法进步功能(黄色线),例如异构核算来添补这个落差,一同需求灵敏性和安全。详细地,在一些新类型的轿车里边,咱们的代码行数是一亿行。榜首个应战是关于功能的应战,在轿车或许其他的运用里,咱们看到对功能需求的要求越来越高,但一同对功耗的要求也是越来越苛刻。由于自身它的体积和散热都会遭到很大的约束,尤其是像轿车这类产品,或许其他电池供电的设备里边。咱们一方面临功能的要求越来越高,一同,功耗又不能跟着需求再持续往上进步。相同还有安全和保密。这也是为什么Intel购买Altera的原因。需求把FPGA和处理器计划整合起来。
轿车运用根本分为三大类:感知;把收集回来的数据进行核算;对相应的核算结果采纳办法和动作。用户一般会把安全和大数据用处理器来做,FPGA更多地被用到感知和数据加快。期望经过“处理器+FPGA”可以完结得更好。
何时选用“FPGA+CPU”?
一般一大块是分立的CPU+分立的FPGA。现在商场上咱们现已有许多这样的产品,或许是板子。第二大块是合封的,叫做封装集成的CPU或FPGA。这个产品今日也是现已在出售了。将来还会有集成在同一个硅片上的处理器和FPGA(注,笔者猜想,将是集成了ARM Cortex-A53等处理器核,组成异构核算架构的Stratix 10 PSoC)。
那么,从分立到封装集成、到管芯集成,每瓦功能能进步多少?可以看到,最根本的功耗会用在驱动I/O上,间隔越远,花在驱动I/O上的功耗就会很大。现在来看,分立大概有30%的功耗会花在驱动I/O上。假如合封在一同,估计会削减15%。假如再进一步封装,到一个硅片里,或许还会带来额定5%功耗的下降。
但愈加有意思的是什么呢?当我的FPGA跟CPU,或许其他的东西合封,规划到同一个硅片里边去,我的架构或许会产生一些改变,不再像曾经规划的片到片的架构,或许会变得愈加灵敏,或许会愈加适合于某一个运用,愈加贴合你的运用就会省掉更多的功耗,50%、80%,……或许会跟详细的运用场景密切相关。
值得阐明的是,PSG会给用户供给不同的处理计划和挑选,并不是一定要去做合封。或许在某些场景,例如批量不是很大的部分工业运用,工程师更喜爱分立的计划。而大批量时,封装集成或硅片集成更有优势。
未来1/3云服务器中会用到Altera FPGA
回到数据中心上,PSG猜测在2020年有1/3的云服务的供货商,在它的产品里边会用到FPGA,包含我国的云服务供货商的用户。关于数据中心的用户,实际上不管从东西的视点,仍是从“FPGA+ CPU”集成,PSG部分将会供给更好的带宽和成效,为服务器用户供给更好的产品。
有几个要害点,榜首会协助服务器规划者或用户更好、更简略地运用咱们的产品。第二,功能上寻求高带宽、低延时。
为此需求进步两点:1.开发者的体会;2.进步带宽。PSG部分正执政这两方面进行更多的出资
在本年,2016年Intel的PSG就现已增加了30%的工程人员。在一些特定的范畴,比方高速收发器范畴,工程人员资源投入增加了一倍。
四大出资方向
1.Stratix 10。是榜首个在Intel 14纳米工艺上出产的高端产品。Patrick拿出了一个Stratix 10的机械测验芯片,这个是多硅片封装的芯片,这儿边有多个硅片。围绕在大芯片——FPGA周围的小芯片可以是DRAM或其他芯片。这个DRAM会选用HBM的RAM把它封装集成在里边,处理对存储卡高带宽、低延时的需求。
除了DRAM之外,咱们可以封装集成其他的芯片,比方ADC或DAC。多芯片封装技能选用了Intel特有的嵌入式多芯片的桥接技能(EMIB),可以供给更高带宽芯片间的互联和更低的延时。
2.将来要开发的新的产品。例如在本年IDF上面会宣告的产品路线图。新产品重视两个方面:一个是产品,即芯片的功能。第二,工艺。
如上图,Harrisville和Falcon Mesa是PSG产品的内部开发代号,不是FPGA正式的姓名。Falcon Mesa括号里的MR代表中端,HE代表是高端。可见,在PSG下一代产品里,中端和高端会选用同一个渠道Falcon Mesa。
为什么会推出这样三个不同的产品系列?首要仍是关于咱们一向说的功能功耗比,左下角的Harrisville可以用在互联网或许功耗体积要求比较高的场景下。最上端的Falcon Mesa是高端产品,可以被运用在云核算,或许其他的高功能需求的商场。中心是的中端产品可以被运用在4.5G或5G的通讯商场。
3.新的开发东西和渠道。
如上图可见左边的东西流程开展趋势。
PSG期望新的产品首要是从两个维度来看,一个是进步效能,第二个维度是产品的功能功耗比。咱们期望跨渠道的用户,不同的用户,不同的渠道都可以有很好的出产功率。从横向的坐标来看,也是期望在硬件渠道上可以有很好的、更多的挑选来做每瓦功能。
4.面向新式的商场。例如上文说到的数据中心和轿车等。
关于PSoC的风趣材料与问答
这儿扼要回忆一下Altera PSoC的前史。榜首、二代ARM处理器芯片(Cyclone V,Arria 10)在TSMC出产,兼并后的Intel PSG部分将推出第三代PSoC,它是集成了ARM核的Stratix 10,将在Intel出产。
PSG的ARM芯片——PSoC FPGA的运用会与Intel CPU抵触吗?Patrick说其ARM处理器是用在Intel IA处理器的周围,是辅佐效果。是否FPGA会和Intel至强(Xeon)集成?“这得由Intel决议”。是否FPGA会和Intel的小芯片Atom集成?“或许吧。”是否PSG将来会推“ARM处理器+FPGA”去和Intel IA竞赛?Patrick笑了。
那么,PSG与兼并前比较,开展是否遭到了些约束?Patrick称根本上没有什么约束,PSG还会做ARM异构渠道。虽然PSG现在已退出了IBM OpenPower联盟,可是会去支撑业界揭露的规范、协议。IBM也是PSG的一个客户。
小结
PSG部分已获得来自英妈的大笔出资,意图是完结高增加。14nm Stratix已面世,看好数据中心、轿车等物联网运用。FPGA+处理器将是增加点,至于这个处理器是ARM仍是英妈的,由客户和英妈说了算,由于客户能带来收入,但也不能拆英妈的台!
一点小眷恋:“Altera”这个伴跟着PLD前史一同生长的姓名就要在本年年底消失了,那些酷爱PLD的粉丝们需求从头习惯一个有点杂乱的新姓名:Intel PSG。真是眷恋那PLD黄金时代的三十年!