聚焦AI、網(wǎng)絡和嵌入式三大關(guān)鍵市場，英特爾全系FPGA產(chǎn)品加速智能化落地

11月14日，以“創(chuàng)新加速，塑造FPGA芯未來”為主題的2023年英特爾FPGA中國技術(shù)日在北京成功舉行。隨著全球越來越依賴數(shù)據(jù)密集型工作負載，對高速率、低延遲計算的需求空前高漲。FPGA因為其靈活度高、配置性強，逐漸成為人工智能、5G通信和工業(yè)邊緣應用的明星產(chǎn)品。

英特爾可編程方案事業(yè)部副總裁兼網(wǎng)絡業(yè)務部總經(jīng)理Mike Fitton博士表示：“行業(yè)正在發(fā)生巨大的變化，新的工作負載由數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求帶動，在人工智能等新興市場的帶動下，F(xiàn)PGA市場將迎來爆發(fā)式增長，市場規(guī)模將從2022年的90億美元增長到2028年的130億美元，復合年增長率達到7%。從通用市場到垂直行業(yè)市場，面對多樣化的算力需求，市場亟需兼具高性能與低功耗的創(chuàng)新芯片組合以滿足嚴苛的工作負載需求?！?/p>

圖：英特爾可編程方案事業(yè)部副總裁兼網(wǎng)絡業(yè)務部總經(jīng)理Mike Fitton博士

FPGA在發(fā)展當中有哪些明顯挑戰(zhàn)？英特爾FPGA產(chǎn)品陣列有哪些明顯的性能和應用優(yōu)勢？在彈性供應鏈方面英特爾FPGA產(chǎn)品和解決方案如何響應客戶的需求？圍繞這些焦點問題，英特爾可編程方案事業(yè)部副總裁兼網(wǎng)絡業(yè)務部總經(jīng)理Mike Fitton博士、英特爾可編程方案事業(yè)部FPGA芯片產(chǎn)品營銷高級總監(jiān)Lux Joshi、英特爾可編程方案事業(yè)部副總裁兼軟件工程總經(jīng)理薛華和英特爾可編程方案事業(yè)部中國總經(jīng)理葉唯琛給記者帶來了最新的專業(yè)解讀和分析。

面向高、中、低端FPGA市場，英特爾推出FPGA全家族系列

英特爾可編程方案事業(yè)部FPGA芯片產(chǎn)品營銷高級總監(jiān)Lux Joshi表示，更智能、更互聯(lián)的市場需求，對FPGA技術(shù)提出了三點需求。首先，F(xiàn)PGA技術(shù)須具備應對各項標準不斷變化的更高工作負載的能力，包括加快創(chuàng)新步伐、快速集成新功能，以及支持任何制程節(jié)點、代工服務或IP的能力。其次，在數(shù)據(jù)激增的背景下，F(xiàn)PGA需要具備更多級別的存儲方案和帶寬。對FPGA的要求包括擁有更高的內(nèi)存帶寬、集成內(nèi)存的新選項以及支持全新的內(nèi)存接口。最后，隨著FPGA設計和工作負載加速的復雜性日益增加，未來需要更簡便的FPGA開發(fā)、AI和工作負載加速工作流，并建立開放式的加速生態(tài)系統(tǒng)。

Mike Fitton博士指出，英特爾推出了FPGA全家族系列的產(chǎn)品矩陣來滿足全球客戶的需求。Agilex 3是成本調(diào)優(yōu)的，主要適用于邊緣計算和IoT設備；Agilex 5針對中端市場，在圖像與視頻處理、自動駕駛、5G通信、工業(yè)自動化領(lǐng)域，可以用于加速計算、優(yōu)化計算和實現(xiàn)實時推理；Agilex 7主要針對高端市場，在高性能計算和數(shù)據(jù)中心加速領(lǐng)域，比如大語言模型和其他模型在過去12個月崛起，新品可以為邊緣到云提供基于FPGA的AI擴展性。

以Agilex 7為例，這款高性能FPGA采用CXL提高帶寬和連接性能，并借助HBM加快內(nèi)存訪問速度，該具有性能功耗比優(yōu)勢的Agilex 7 M、F和I系列FPGA現(xiàn)已上市。其中，Agilex 7 FPGA R-Tile相較于其他同類FPGA產(chǎn)品，其每個端口的PCIe5.0帶寬速度提高了2倍，CXL帶寬提高了4倍，現(xiàn)已大量出貨。

英特爾也同樣重視中端FPGA的市場機會，Agilex 5系列的推出也提供了印證。“我們對Agilex 5非常有信心，它可以滿足更多的低功耗和更小的形態(tài)因素應用的需求，客戶可以把它應用到下一代的設計之中，它是一個嵌入式邊緣計算的應用?！?英特爾可編程方案事業(yè)部FPGA芯片產(chǎn)品營銷高級總監(jiān)Lux Joshi表示，“Agilex 5采用了英特爾7nm工藝制程和第二代英特爾Hyperfle FPGA架構(gòu)，對晶體管的每瓦性能進行了優(yōu)化，從而實現(xiàn)出色的能耗，可以應用到AI邊緣計算，包括計算、分析以及汽車領(lǐng)域、數(shù)據(jù)處理?！?br />
Lux Joshi透露， Agilex 5在今年底會向早期使用計劃的客戶提供相關(guān)產(chǎn)品，大規(guī)模量產(chǎn)則將在2024年第一季度進行。Agilex 3外形小巧，在功耗和成本上進行了大幅優(yōu)化，且擁有廣泛的IO支持。Agilex 3包括B和C兩個系列，主要是針對廣泛的市場應用以及板卡管理，B系列有望在明年實現(xiàn)量產(chǎn)，C系列也將在適當?shù)臅r候進行相關(guān)信息披露。

“我們通過提供Agilex，希望覆蓋到FPGA市場的高、中、低端以及性能調(diào)優(yōu)，為開發(fā)者提供最適合他們應用的相關(guān)功能和能力。除了FPGA芯片以外，在軟件方面，英特爾提供全棧式的軟件工具，包括從IP到整體架構(gòu)、AI套件、開放式FPGA堆棧（OFS），這些都是希望能夠進一步提供加速方案，助力客戶的新品上市?！?Lux Joshi指出。

“不同的垂直市場對FPGA軟件IP要求不同，比如生物基因和金融科技是兩個差異明顯的垂直賽道。他們所要求的軟件IP非常不同，我們要提供相應的集成能力，能夠把他們行業(yè)具體的IP集成到最終的解決方案當中。而且，不同客戶對軟件堆棧的要求也不盡相同。因此在軟件方面，我們也需要提供廣泛的解決方案才能過為客戶的新品提供助力?！?英特爾可編程方案事業(yè)部副總裁兼軟件工程總經(jīng)理薛華表示。

構(gòu)建強而有韌性的供應鏈也是英特爾FPGA產(chǎn)品一大優(yōu)勢。Mike Fitton博士表示，所有這些FPGA產(chǎn)品，都可以達到16周甚至更短的交付時間。另外，英特爾提供更加敏捷的原型設計，尤其從共贏生命周期的角度來講，英特爾已經(jīng)相應將FPGA產(chǎn)品生命周期延長到目前10年以上，也就是到2035年。

中國FPGA需求旺盛，融合英特爾FPGA技術(shù)展示多種應用案例

“在新場景、新應用海量增長的驅(qū)動下，中國本地市場對于FPGA產(chǎn)品的需求也在日益多元化和快速擴展。我們始終致力于以中國客戶的實際需求為導向，基于領(lǐng)先的FPGA產(chǎn)品和軟件為各行業(yè)提供全場景的解決方案?！?英特爾可編程方案事業(yè)部中國總經(jīng)理葉唯琛表示。

在技術(shù)日的展區(qū)內(nèi)，記者看到了多款融合英特爾FPGA技術(shù)的應用案例展示。在一個RDU 5G一體化基站解決方案展臺上，工程師介紹說：“英特爾5G一體化基站采用了先進的Xeon ICX-D和FPGA方案，并且使用5G RU和DU集成一體化設計方式，即把5G RRU和BBU集成在一起的方案。基于完全自主研發(fā)的IP、協(xié)議棧和系統(tǒng)軟件，實現(xiàn)了完整的5G NR無線接入功能，可以高效快速應用于公共通信領(lǐng)域和眾多5G垂直行業(yè)。Agilex 5芯片明年上市，我們這個方案將新FPGA芯片列入，90%的模塊移植工作都已經(jīng)完成，實現(xiàn)資源和功耗的匹配，給基站客戶更好的選擇?！?/p>

在一臺靜脈儀展臺，現(xiàn)場工作人員通過儀器的照射，能夠清晰地看到皮下血管的分布。

現(xiàn)場的工作人員告訴記者，該技術(shù)利用近紅外光進行照射，通過FPGA采集傳感器接收的圖像，并利用FPGA的高速并行特性，采用大窗口多尺度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡，對皮下血紅蛋白吸收后的光強數(shù)據(jù)進行計算。

在工業(yè)缺陷檢測實訓平臺的展臺，工作人員介紹，工業(yè)缺陷檢測實訓平臺以高端鋁材表面缺陷檢測需求為背景，深度融合FPGA、邊緣計算、人工智能與深度學習等關(guān)鍵技術(shù)，可以為高校的FPGA、人工智能等專業(yè)教學提供實訓產(chǎn)品。工業(yè)缺陷檢測實訓平臺能夠?qū)⒐I(yè)相機、光源、微型傳輸機、機械臂等模塊集成一體，并采用FPGA進行模型推理，利用深度學習算法和鋁片表面缺陷數(shù)據(jù)集來實現(xiàn)缺陷識別。

在采訪最后，英特爾可編程方案事業(yè)部中國總經(jīng)理葉唯琛表示：“除了AI訓練和推理帶來的高端FPGA市場的爆發(fā)，英特爾也注意到中國有非常多的工業(yè)客戶對FPGA在邊緣計算的應用充滿興趣，對智能攝像頭、工業(yè)控制器、工業(yè)AI檢測都有非常多需求，高端FPGA特性延伸到中端應用趨勢明顯，英特爾明年要大規(guī)模量產(chǎn)的Agilex 5就是順應這一需求的增長，我也非?？春弥袊蛻艋谟⑻貭朏PGA技術(shù)加快創(chuàng)新，推出令人驚喜的多元化應用?！?br />
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