英特爾計劃采用混合CPU-FPGA芯片

兩年前，英特爾斥資167億美元收購了FPGA芯片廠商Altera。那么，這次購買會帶來什么呢？該公司終于準(zhǔn)備好了。

現(xiàn)場可編程門陣列或FPGA是可以定制以執(zhí)行特定功能的集成電路。 x86只執(zhí)行x86指令集，而FPGA可以在運行中重新編程以執(zhí)行指定的任務(wù)。這就是為什么x86被認(rèn)為是通用計算處理器而FPGA被視為可定制的原因。

聽起來FPGA將與Xeon Phi加速器卡競爭，但英特爾表示情況并非如此。 FPGA與Xeon Phi加速策略的不同之處在于，您可以通過FPGA獲得多功能加速，而使用Phi進行專業(yè)加速。因此FPGA補充，它不與Phi競爭。

與GPU一樣，F(xiàn)PGA將以兩種方式之一使用：卸載和內(nèi)聯(lián)。卸載（也稱為旁視）意味著在移動到FPGA進行處理之前，首先進入的數(shù)據(jù)通過CPU。內(nèi)聯(lián)意味著CPU不受影響，數(shù)據(jù)直接進出FPGA進行處理。

現(xiàn)在英特爾將Altera FPGA定位為協(xié)處理器，并承認(rèn)他們將在某些方面與Xeon Phi競爭，但FPGA的功能更多，適合某些任務(wù)，比Phi或GPU更好，據(jù)Bernhard Friebe，高級主管表示。英特爾可編程解決方案組的軟件解決方案。

“FPGA的優(yōu)勢在于GPU在某些領(lǐng)域發(fā)揮作用，但不是全部，如果你看一下內(nèi)聯(lián)與卸載的使用模型，它們主要限于卸載。因此，F(xiàn)PGA可以覆蓋更廣泛的應(yīng)用空間，“他說。

該集成解決方案提供CPU和FPGA之間的緊密耦合，帶寬非常高，而外部PCI Express卡則沒有緊密耦合。 Friebe說，對于超低延遲和高帶寬應(yīng)用，集成非常適合。

“大多數(shù)差異[在集成和離散之間]是由于系統(tǒng)架構(gòu)和數(shù)據(jù)移動。在[您]運行許多不同工作負(fù)載的數(shù)據(jù)中心環(huán)境中，您不希望將其與特定應(yīng)用程序綁定，“他說。

Friebe表示，專業(yè)化程度越高，你可以擠出加速器的性能就越高。作為多功能加速器的FPGA將在某些應(yīng)用中實現(xiàn)卓越的性能。 FPGA的本質(zhì)是高度并行和可編程性，這有助于加速可并行化的工作負(fù)載。這些包括數(shù)據(jù)分析，人工智能（AI）和機器學(xué)習(xí)，視頻轉(zhuǎn)碼，壓縮，安全性，財務(wù)分析和基因組學(xué)。

英特爾采用雙管齊下的方法實現(xiàn)其FPGA戰(zhàn)略，提供混合CPU-FPGA處理器 - 類似于其芯片上集成了GPU的臺式機CPU - 以及PCI Express卡上的分立Arria或Stratix品牌FPGA器件。

混合CPU-FPGA器件將基于Skylake一代CPU和Arria 10 FPGA，并將使用更快的UltraPath互連（UPI）鏈路，這是英特爾的QuickPath Interconnect（QPI）的后續(xù)產(chǎn)品。除了它將以9.6GT / s或10.4GT / s數(shù)據(jù)傳輸速率運行之外，對UPI知之甚少，并且將比QPI更有效，因為它將支持每個消息的多個請求。

英特爾還提供完整的開發(fā)人員工具集和API，使用相同的工具，加速器和庫為集成和離散產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)用程序。所有都是用類似C語言的OpenCL編寫的。

“美麗是它的標(biāo)準(zhǔn)化和開源。他們的投資與新一代處理器向前兼容，易于遷移，并為FPGA開發(fā)人員提供了一個抽象，以瞄準(zhǔn)更大的用戶群，“Friebe說。

英特爾現(xiàn)在正在使用Arria 10 GX FPGA對稱為可編程加速卡（PAC）的分立卡進行采樣，并預(yù)計2018年上半年可用。在Skylake一代Xeon上集成FPGA的Xeon可擴展平臺是今天抽樣，2018年下半年普遍供貨。