作为 FPGA 的主要玩家之一,英特尔的“暑期”表现如何?

2019-09-06 09:07:53 来源: 老石谈芯
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世界上的各大顶级体育联赛都有暑期休赛的传统。然而,这并不代表各支球队、各位球员就能轻松的出海钓鱼、享受假期。对于大多数职业球员来说,暑期正是不断训练、提升自己的绝好时机。

作为FPGA领域的主要玩家,英特尔赛灵思等公司也纷纷在暑期进行了一系列大动作,旨在“新赛季”有更好的表现。老石将逐一总结这些FPGA公司的暑期动作,本文是英特尔篇。

FPGA部门的重磅架构调整
众所周知,英特尔的FPGA部门其实来自于对Altera的收购。自2015年6月以167亿美元收购这个FPGA大厂至今,Altera就一直作为英特尔的“可编程解决方案事业部” - PSG而存在着。尽管在四年间进行了若干次组织架构调整,比如把PSG并入英特尔的数据中心事业部等,PSG一直在英特尔的财报上是独立存在的。

在整整四年后,英特尔对FPGA部门进行了一次重磅架构调整:成立一个全新的业务部门,名为“网络和可定制逻辑事业部”,即Network and Custom Logic Group (NCLG)。

这个新事业部由之前的两个部门组成,即原来的FPGA部门PSG,以及网络平台事业部(Network Platforms Group - NPG)。NCLG的负责人由原PSG的总经理Dan McNamara(下图左)担任,而原NPG的负责人Sandra Rivera(下图右)则转而担任英特尔的首席人事官。

 

(图片来自英特尔)

 

英特尔成立“网络和可定制逻辑事业部”向外传达了一个清晰而明确的信号,那就是进一步耦合“FPGA”和“网络”的联系。

 

使用FPGA进行网络数据处理一直是FPGA的核心应用领域,没有之一。这里的“网络”是一个广义的概念,既涵盖了通信领域的有线和无线网络,也包括了现在各大公司都在争相抢占的云数据中心网络领域。

 

在通信领域,诸如华为、中兴、爱立信、诺基亚等全球各大通信设备提供商都是FPGA的大客户。由于FPGA能进行高并行的数据处理,同时具有现场硬件可编程的能力,因此被广泛用于从接入网到核心网在内的各个通信网络层级。

 

随着通信网络架构的不断发展和演进,很多新兴技术纷纷涌现,最具代表性的有软件定义网络SDN,网络功能虚拟化NFV,以及现在在风口猛吹的5G等等。这些技术和架构仍未完全成熟,并在经历快速的迭代和发展。在这种大背景下,FPGA因其很好的平衡了灵活性和高性能而在这个传统的行业再次焕发新生,并成为很多变革性技术和产品的主要实现方式。关于FPGA在新兴通信领域的应用,老石之前的文章中已有详细介绍。

 

数据中心目前已经成为各大芯片公司争相追逐的热点领域,这在老石之前的文章中也多次提及。比如,赛灵思制定了“以数据中心为先”的战略发展方向,英伟达也通过收购Mellanox进军数据中心网络市场等等。在应用层面最典型的例子,就是国内外各大互联网公司,如微软、亚马逊AWS、阿里、腾讯等等,都在逐渐使用FPGA为以下两种主要情景进行硬件加速:


数据中心业务负载。如各类人工智能应用,深度神经网络的训练和推断,以及大数据分析和计算等等。


数据中心网络流量处理。随着数据中心应用的爆炸性增长,对数据中心网络的流量处理提出了更高要求。比如微软就开始使用FPGA作为智能网卡,对传统数据中心的网络数据流量进行优化处理。

 

另一方面,基于CPU、ASIC的硬件方案,以及对应的一系列软件开发套件,仍然是网络通信领域里不可或缺的主要组成部分。以英特尔为例,这次业务调整的主角之一:网络平台部门,拥有一套完整基于英特尔x86 CPU的网络解决方案。除了诸如Xeon、Atom等英特尔CPU之外,还有各类以太网控制ASIC芯片、网卡、光模块和线缆,以及DPDK等业界通用的开发套件。

 

(图片来自英特尔)

 

由此可见,在两个事业部合并之前,他们在网络领域有很多业务重叠。这种各自为战的方式也不利于两个事业部的未来发展。在2019年第二季度,英特尔的网络平台部和FPGA部门的营收分别同比下降了13%和5%。

 

(图片来自英特尔)

 

在合并成为“网络和可定制逻辑事业部CPLG”之后,对内预计会整合各类产品线,优化CPU、FPGA及ASIC等各个硬件平台的解决方案,这也符合英特尔最近一直在强调的“oneAPI”的大思想。对外,将会成为一个单一的部门,也便于和客户进行接触和业务合作。

 

需要注意的是,和网络部门的这次合并,并不代表FPGA完全退出其他市场的争夺,比如人工智能领域。然而对于英特尔来说,FPGA没有也不必要做为AI方案的首要备选,这是由于英特尔有着自己相对完整的AI产品组合。在自动驾驶领域,它收购了以色列的Mobileye,并在近年以两位数飞速增长。

 

在神经网络的训练和推断领域,英特尔通过收购Nervana获得了优秀的ASIC方案,并在暑期结束的HotChips大会上,同时发布了两款分别针对训练和推断的AI加速芯片NNP-T和NNP-I。


在其他物联网AI领域,比如计算机视觉、医疗、工业、智慧城市等,英特尔也有专门的IoT事业部,负责提供完整的从芯片到软件的全套解决方案。值得注意的是,IoT部门近几年的增长也十分迅猛,上个季度同比增长了23%。

 

(图片来自英特尔)

 

对于英特尔而言,有了这些部门和芯片方案的加持,FPGA在AI领域可以只关注和解决自己擅长的问题,这也符合摩尔定律忠实信徒Jim Keller一直强调的“特定领域(domain specific)”的摩尔定律发展方向。

 

Jim Keller(图片来自英特尔)

 

相比之下,赛灵思为了应对AI时代的挑战,则采取了完全不同的方式,也就是将特定的AI引擎整合到FPGA中,同时辅以其他功能单元,而这也是赛灵思ACAP的主要思路。这些内容将在下篇文章中详细介绍。

 

Agilex FPGA正式出货
Agilex FPGA是英特尔的最新旗舰,基于英特尔自己的10纳米工艺制造。在老石之前的文章中,就对Agilex的技术特点进行了深入解读,包括全新HyperFlex架构、第5代PCIe、CXL、收发器、EMIB等等。

 

(图片来自英特尔)

 

在暑期即将结束的时候,英特尔宣布已经开始向包括微软在内的多个EAP客户出货Agilex。微软负责FPGA项目的Doug Burger也为英特尔和Agilex背书,称“在研发Agilex的过程中,微软和英特尔一直在紧密合作。我们计划将在多个即将开始的项目中使用Agilex。英特尔FPGA在Azure云服务、Bing和其他数据中心服务等多个领域为我们提供了巨大价值”。

 

英特尔的10纳米工艺一直“难产”,终于在今年才有产品陆续推出。Agilex作为基于10纳米工艺的FPGA,整合了多项英特尔在封装制造领域的独门绝技,和赛灵思基于台积电7纳米制造的ACAP可以说旗鼓相当,它们的表现令人期待。

 

基于Stratix10的可编程加速卡通过HPE认证

 

(图片来自英特尔)

 

事实上,这款名为PAC D5005的加速卡早在去年就发布了。这款通用加速卡基于Stratix10 SX FPGA,包含280万个片上可编程逻辑单元,100Gbps网络接口,PCIe Gen3x16接口,32GB板上内存等等。

 

(图片来自英特尔)

 

需要注意的是,开发和生产这种通用型FPGA加速卡并非天大的难事,难点在于上下游产业链的整合。其中最重要的就是通过服务器厂商在性能、可靠性、兼容性等多方面的认证,这样才能和服务器进行搭载销售,从而保证大规模推广。

 

在八月初,HPE和英特尔联合宣布,这款D5005加速卡已经通过了HPE的ProLiant DL380 Gen10服务器的认证,并正式出货销售。从CPU时代起,英特尔和一众服务器厂家就保持着良好的合作关系,并一直延续至今。相比于其他玩家而言,这一点也可以看做是英特尔旗下FPGA产品的基因优势。

 

结语
进入九月,开学季已经开始,各大联赛也进入开赛倒计时阶段,暑期所有的休整和积累即将迎来新一轮的检验。作为FPGA领域的主要玩家之一,英特尔在新“赛季”的表现值得令人期待。

 

在下一篇文章中,老石将总结赛灵思在暑期的各项动作,敬请关注。

 
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作者简介
老石
老石

微信公众号“老石谈芯”主理人,博士毕业于伦敦帝国理工大学电子工程系,现任某知名半导体公司高级FPGA研发工程师,从事基于FPGA的数据中心网络加速、网络功能虚拟化、高速有线网络通信等领域的研发和创新工作。曾经针对FPGA、高性能与可重构计算等技术在学术界顶级会议和期刊上发表过多篇研究论文。

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