使用英特爾Agilex3和Agilex5器件構(gòu)建下一代數(shù)據(jù)中心平臺(tái)管理方案

憑借小巧的外形和高 I/O 規(guī)模等優(yōu)勢(shì)，低功耗、高度靈活且經(jīng)過(guò)成本優(yōu)化的英特爾 Agilex3 和英特爾Agilex5 FPGA 以及 SoC FPGA 提供了下一代平臺(tái)管理解決方案所需的功能和特性。

介 紹

數(shù)據(jù)中心使用的服務(wù)器架構(gòu)不斷發(fā)展，以滿足人工智能 (AI)、機(jī)器學(xué)習(xí) (ML)、深度學(xué)習(xí) (DL) 和高性能計(jì)算 (HPC) 等高級(jí)應(yīng)用在計(jì)算、內(nèi)存和帶寬等方面的需求?；陂_(kāi)放計(jì)算項(xiàng)目 (OCP) 規(guī)范1 的服務(wù)器架構(gòu)正變得越來(lái)越模塊化，以便于企業(yè)復(fù)用和升級(jí)。

FPGA 支持模塊化設(shè)計(jì)，可以跨多個(gè)平臺(tái)工作，包括計(jì)算、加速器、存儲(chǔ)和交換機(jī)。此外，這些器件的可編程特性意味著它們可以滿足不斷發(fā)展的平臺(tái)需求，而無(wú)需重新設(shè)計(jì)或重建復(fù)雜的組件。

英特爾平臺(tái)管理器件面向基于 CPU、GPU、IPU、DPU、FPGA 等（統(tǒng)稱為 xPU）加速器的各種系統(tǒng)架構(gòu)。這些 xPU 面向各種應(yīng)用和工作負(fù)載。除了支持各種 xPU 系統(tǒng)外，英特爾平臺(tái)管理器件不受廠商限制，可以實(shí)現(xiàn)任何 x86、Arm、RISC-V 以及基于處理器的專有服務(wù)器和加速器的控制、安全和管理功能。

為了確保 xPU 系統(tǒng)具有競(jìng)爭(zhēng)力，在為平臺(tái)管理解決方案選擇組件時(shí)，企業(yè)需要考慮方案在可用性、供應(yīng)鏈彈性、安全性和 I/O 密度等方面的表現(xiàn)。

目前的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器采用英特爾 MAX 10 FPGA 和現(xiàn)有的其他英特爾 FPGA 系列來(lái)實(shí)施其平臺(tái)管理功能。英特爾推出了英特爾Agilex 3 和英特爾Agilex 5 FPGA 和 SoC FPGA，以提供下一代具有競(jìng)爭(zhēng)力的器件，助力打造未來(lái)的平臺(tái)管理解決方案。

圖 1. 英特爾Agilex FPGA 組合擴(kuò)展

英特爾 Agilex FPGA 組合擴(kuò)展

英特爾Agilex 3 和英特爾Agilex 5 FPGA 以及 SoC FPGA 擴(kuò)展了英特爾Agilex FPGA 產(chǎn)品組合，具有更低的功耗、更小的外形 和更低的邏輯密度，是平臺(tái)管理應(yīng)用的首選。圖 1 顯示了英特爾Agilex FPGA 組合的擴(kuò)展。

英特爾Agilex 3 FPGA 系列非常適合大容量、功率受限的應(yīng)用， 這些應(yīng)用需要小封裝的成本優(yōu)化器件。這些器件是英特爾MAX 10 FPGA 系列的后續(xù)產(chǎn)品。

同時(shí)，英特爾Agilex 5 產(chǎn)品系列包括最近推出的 E 系列器件，旨在以更小的外形提供更高的性能和更低的功耗。這些器件是 Cyclone V、英特爾 Cyclone 10 和英特爾 Arria 10 系列的后續(xù)產(chǎn)品。

這些新器件將為未來(lái)的平臺(tái)管理解決方案提供支持，同時(shí)也滿足各種其他應(yīng)用的需求。

行業(yè)領(lǐng)先的彈性供應(yīng)鏈

英特爾Agilex FPGA 采用先進(jìn)的英特爾工藝技術(shù)，利用英特爾遍布全球的彈性制造技術(shù)構(gòu)建而成。作為英特爾 IDM 2.0 戰(zhàn)略的一部分 3，英特爾正在全球范圍內(nèi)（特別是美國(guó)和歐盟），對(duì)前沿制程節(jié)點(diǎn)、基板和芯片封裝技術(shù)以及組裝和測(cè)試能力進(jìn)行重大投資。與此同時(shí)，我們正在投資于對(duì)許多客戶同樣重要的傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)。

英特爾的 FPGA 戰(zhàn)略與 IDM 2.0 完全一致，這是與其他 FPGA 公司的關(guān)鍵區(qū)別。英特爾是唯一一家擁有內(nèi)部工廠網(wǎng)絡(luò)，并與外部晶圓廠建立密切合作關(guān)系的 FPGA 供應(yīng)商。這意味著英特爾在選擇工藝技術(shù)和制造設(shè)施方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，這些技術(shù)和制造設(shè)施具備合適的成本和最具彈性的供應(yīng)鏈，因此有助于提供最佳的功能和性能組合。

除了傳統(tǒng)的產(chǎn)品考慮因素外，我們還不斷根據(jù)供應(yīng)鏈因素評(píng)估和制定產(chǎn)品定義和工程決策。此外，為了滿足客戶當(dāng)前和未來(lái)的需求，并滿足供應(yīng)可預(yù)測(cè)性和靈活性的期望，我們正積極鞏固和加強(qiáng)我們的端到端供應(yīng)鏈。憑借獨(dú)特的內(nèi)部制造實(shí)力，以及先進(jìn)的供應(yīng)控制和供應(yīng)安全性，我們?cè)诠?yīng)鏈彈性方面處于行業(yè)領(lǐng)先地位。英特爾供應(yīng)鏈彈性的優(yōu)勢(shì)在于，英特爾可以幫助客戶安全可靠地交付英特爾制造的產(chǎn)品，同時(shí)在訂單交付周期方面表現(xiàn)出色。

英特爾Agilex 器件是在內(nèi)部制造、組裝和測(cè)試的，這有助于更嚴(yán)格地控制產(chǎn)能、制造過(guò)程和供應(yīng)鏈。如今，我們始終在交付英特爾Agilex FPGA 產(chǎn)品時(shí)確保出色的交付周期。英特爾Agilex 3 和英特爾Agilex 5 FPGA 和 SoC FPGA 采用英特爾的工藝和封裝技術(shù)構(gòu)建而成，具備可靠、可預(yù)測(cè)的供應(yīng)體系，并為用戶提供了出色的交付周期指導(dǎo)。

此外，英特爾 FPGA、SoC FPGA 和 CPLD 器件都擁有較長(zhǎng)的產(chǎn)品生命周期，以滿足客戶終端應(yīng)用的壽命要求。英特爾承諾至少在 2035 年之前為幾乎所有 FPGA 系列提供長(zhǎng)生命周期支持。

模塊化 xPU 平臺(tái)管理

英特爾 FPGA 可用于實(shí)施所有 xPU 系統(tǒng)架構(gòu)以及任何 x86、 Arm、RISC-V 和基于處理器的專有服務(wù)器和加速器的控制、安全和管理功能。下面是三個(gè)相關(guān)用例。

服務(wù)器平臺(tái)管理

OCP 硬件管理項(xiàng)目的數(shù)據(jù)中心就緒安全控制模塊 (DC-SCM) 子項(xiàng)目工作流開(kāi)發(fā)了一個(gè)較小的通用外形 DC-SCM4 規(guī)范，用于服務(wù)平臺(tái)管理。根據(jù)本規(guī)范，管理、安全和控制功能從基板上的傳統(tǒng)位置轉(zhuǎn)移到 DC-SCM 模塊，如圖 2 所示。

圖 2. 大多數(shù)平臺(tái)管理功能已轉(zhuǎn)移到 DC-SCM

加速器模塊的平臺(tái)管理

開(kāi)放式加速器基礎(chǔ)設(shè)施 (OAI) 子項(xiàng)目 5 由 OCP 服務(wù)器項(xiàng)目組指導(dǎo)。OAI 的 OCP 加速器模塊 (OAM) 是下一代 AI、ML、DL 和 HPC 應(yīng)用的硬件加速器。

OAM 規(guī)范定義了計(jì)算加速器模塊和兼容基板設(shè)計(jì)的外形和標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了基于 ASIC 或 GPU 的多個(gè)夾層模塊，以及基板設(shè)計(jì)接口之間的互操作性。

除了模塊之外，這項(xiàng)技術(shù)的一個(gè)關(guān)鍵是一個(gè)稱為通用基板 (UBB) 的通用主板平臺(tái)，該平臺(tái)為系統(tǒng)內(nèi)最多八個(gè)模塊提供連接和外部連接，如圖 3 所示。

圖 3. OIA 構(gòu)建模塊

與 PCIe 外接卡相比，OAM 的外形可在模塊之間互連通信鏈路時(shí)簡(jiǎn)化系統(tǒng)解決方案，從而促進(jìn)加速器之間的可擴(kuò)展性。

每個(gè) OAM 都配備了一個(gè)外接卡管理控制器 (AMC)，該控制器充當(dāng)其硬件信任根 (HW RoT)，負(fù)責(zé)控制、監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)。

加速器/外接卡平臺(tái)管理

如圖 4 所示，DPU、IPU、SmartNIC 或適配器卡形式的 xPU 是在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器或設(shè)備內(nèi)運(yùn)行的輔助處理單元，有助于卸載和加速專用任務(wù)，從而釋放 CPU 內(nèi)核以提高應(yīng)用性能。

圖 4. 帶 AMC 的外接卡

與上一節(jié)中討論的 OAM 類似，每個(gè)外接卡都配備了一個(gè) AMC，該 AMC 充當(dāng)其硬件信任根，負(fù)責(zé)控制、監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)。

英特爾利用其在數(shù)據(jù)中心架構(gòu)和實(shí)施方面的豐富經(jīng)驗(yàn)來(lái)支持平臺(tái)管理的各個(gè)方面。除了以芯片形式提供所有關(guān)鍵構(gòu)建模塊，即 CPU、GPU、NPU、FPGA，以及最新的互連技術(shù)，如 PCIe 5.0、Compute Express Link (CXL) 和網(wǎng)絡(luò)接口卡 (NIC)，英特爾還搭載 GPU、IPU 和 SmartNIC 等各種模塊的加速器卡。

憑借小巧的外形、高 I/O 規(guī)模、出色的安全性和可編程性，低功耗、高度靈活且經(jīng)過(guò)成本優(yōu)化的英特爾Agilex 3 和英特爾Agilex 5 FPGA 以及 SoC FPGA 提供了下一代 xPU 平臺(tái)管理解決方案所需的功能和特性。

英特爾 Agilex 3 產(chǎn)品家族

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英特爾Agilex3 產(chǎn)品家族對(duì)英特爾AgilexFPGA 組合進(jìn)行了擴(kuò)展，密度和功耗更低，尺寸更小，以滿足成本敏感的高容量應(yīng)用的需求。

英特爾Agilex3 FPGA B 系列專為 xPU 平臺(tái)管理、主板系統(tǒng)管理和 I/O 擴(kuò)展而設(shè)計(jì)。

同時(shí)，英特爾Agilex3 FPGA C 系列將提供廣泛的功能，以滿足各種 FPGA 和 CPLD 應(yīng)用的需求。

英特爾Agilex3 器件家族在英特爾晶圓廠生產(chǎn)，提供可預(yù)測(cè)的交貨時(shí)間和出色的供應(yīng)彈性。

英特爾 Agilex 5 產(chǎn)品家族

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英特爾Agilex5 SoC FPGA E 系列外形小巧，并具備出色的節(jié)能性。

這些器件配備了高級(jí)安全功能和硬處理器子系統(tǒng)，并支持高帶寬 PCIe 4.0 連接，非常適合平臺(tái) RoT (PRoT)、平臺(tái)固件彈性 (PFR)、主板管理控制器 (BMC) 和外接卡管理控制器 (AMC) 等應(yīng)用。

英特爾Agilex 5 FPGA 和 SoC FPGA 具有高級(jí)安全功能，由安全設(shè)備管理器 (SDM) 進(jìn)行管理。專用 SDM 具有增強(qiáng)的加密知識(shí)產(chǎn)權(quán) (IP) 內(nèi)核，并支持關(guān)鍵的安全功能，如安全啟動(dòng)、比特流身份驗(yàn)證、加密、使用安全協(xié)議和數(shù)據(jù)模型 (SPDM) 協(xié)議進(jìn)行認(rèn)證、防篡改保護(hù)、安全密鑰配置和物理不可克隆功能 (PUF) 密鑰存儲(chǔ)等。隨著安全標(biāo)準(zhǔn)的不斷發(fā)展，這些功能不僅幫助擴(kuò)展 xPU 平臺(tái)的 HWRoT/PRoT/PFR 設(shè)計(jì)，而且有助于確保產(chǎn)品具備可延續(xù)多代的使用壽命。

高級(jí) HPS

英特爾Agilex 5 SoC FPGA 為英特爾Agilex 器件家族引入了先 進(jìn)的硬處理器系統(tǒng) (HPS)。升級(jí)后的 HPS 包含兩個(gè)運(yùn)行頻率為 1.8 GHz 的 32/64 位 Arm Cortex*-A76 和兩個(gè)運(yùn)行速率為 1.5 GHz 的 32/64 位 Arm Cortex-A55 處理器內(nèi)核。

HPS 還包含許多硬外設(shè) IP 模塊，以支持各種 GPIO 和其他接口，如 USB 2.0、USB 3.1、I2C、I3C、SPI、UART、 10/100/1000 Mbps 和 2.5 Gbps 以太網(wǎng) MAC 以及時(shí)間敏感網(wǎng) 絡(luò) (TSN)。這些內(nèi)核可以連接 DDR4、LPDDR4 和 LPDDR5 硬內(nèi)存控制器。

AI 加速

英特爾Agilex 5 FPGA 和 SoC FPGA E 系列具有增強(qiáng)的數(shù)字信號(hào)處理 (DSP) 模塊和張量模式，可實(shí)現(xiàn)更高的人工智能效率，支持人工智能驅(qū)動(dòng)的預(yù)測(cè)性故障監(jiān)測(cè)和安全異常檢測(cè)等新功能。

英特爾Agilex 5 產(chǎn)品家族在英特爾晶圓廠生產(chǎn)，提供可預(yù)測(cè)的交貨時(shí)間和出色的供應(yīng)彈性。

結(jié) 論

憑借小巧的外形、高 I/O 規(guī)模、安全性和可編程性，低功耗、高度靈活且經(jīng)過(guò)成本優(yōu)化的英特爾Agilex 3 和英特爾Agilex 5 FPGA 以及 SoC FPGA 提供了下一代 xPU 平臺(tái)管理解決方案所 需的功能和特性。

除了支持各種 xPU 系統(tǒng)外，英特爾平臺(tái)管理器件還不受廠商限制，可以實(shí)施任何 x86、Arm、RISC-V 以及基于處理器的專有服務(wù)器和加速器的控制、安全和管理功能。

英特爾正在通過(guò)投資供應(yīng)計(jì)劃和我們的產(chǎn)品組合來(lái)增強(qiáng)其供應(yīng)鏈，以實(shí)現(xiàn)卓越的客戶供應(yīng)體驗(yàn)。這些投資和行動(dòng)有助于提供客戶期望的供應(yīng)可預(yù)測(cè)性、靈活性和壽命，最終幫助客戶建立供應(yīng)方面的戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)。

所有英特爾產(chǎn)品不支持硬配置，并遵守正常的商業(yè)條件。在這種情況下，英特爾的分銷合作伙伴負(fù)責(zé)管理客戶出貨承諾。英特爾承諾至少在 2035 年之前為所有這些器件系列提供長(zhǎng)生命周期支持。

英特爾Agilex 3 和英特爾Agilex 5 FPGA 和 SoC FPGA 采用英特爾的高級(jí)工藝和封裝技術(shù)構(gòu)建而成，具備可靠、可預(yù)測(cè)的 供應(yīng)體系和出色的交付周期指導(dǎo)。

審核編輯：劉清