在數(shù)據(jù)暴增的時代背景下，企業(yè)開啟了“數(shù)據(jù)搶灘戰(zhàn)”。當世界的一切都將以數(shù)據(jù)為中心，鐵打的算力和功耗就是在這場爭奪戰(zhàn)之中的一把好武器。

通用處理器雖說“什么都能算”，但在人工智能和深度學習等算法逐漸復雜化，可組合性的異構計算正成為主流。得益于FPGA的低時延、高性能、靈活性和極佳的總擁有成本，F(xiàn)PGA成為數(shù)據(jù)時代不可或缺的一名大將。

英特爾曾在2019年發(fā)布介紹其新旗艦產(chǎn)品Agilex FPGA，不同于以往，該系列產(chǎn)品將作為英特爾的全新品牌，而非Stratix的延續(xù)。

近期，Agilex FPGA已于2021年1月進行大規(guī)模量產(chǎn)出貨，在今年4月份，作為Ice Lake發(fā)布的一部分，相關細節(jié)也被逐一披露，其業(yè)界領先的能效和性能勢必能夠掀起新的浪潮。

性能遠超賽靈思Versal

Agilex FPGA是自英特爾收購Altera后推出的第一個全新高端FPGA系列，作為英特爾的“親兒子”，利用所有最好的技術堆料是必然的。從Agile（敏捷）＋Flexible（靈活）的命名中，也不難看出這款產(chǎn)品將巔峰性地釋放FPGA器件自身獨特的敏捷性和靈活性。

這款性能到底有多強？實際上，Agilex FPGA的表現(xiàn)都已超出了英特爾自己的預估。英特爾數(shù)據(jù)平臺事業(yè)部副總裁可編程解決方案事業(yè)部（PSG）產(chǎn)品營銷和Enpirion電源產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理Deepali Trehan為記者介紹，此前英特爾對于這款產(chǎn)品的預期是比上一代14nm的Stratix 10高出40％的數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡和邊緣應用的性能，但最新的數(shù)據(jù)顯示這款產(chǎn)品相比上一代高出了45％的性能。

除了和自己產(chǎn)品對比，這款產(chǎn)品也與7nm的賽靈思Versal進行了對比。根據(jù)英特爾的測試，Agilex FPGA比賽靈思Versal的邏輯結構性能功耗比高約2倍，換言之在每瓦性能上Agilex FPGA遠遠甩開了友商。Agilex FPGA也代表著全行業(yè)最佳的收發(fā)速率，達到了每秒116Gbps。我們現(xiàn)在的測試芯片還可以達到每秒 224Gbps。

而在算力方面，Agilex FPGA相比賽靈思Versal有超過50％的視頻IP性能提升。（英特爾® Agilex™FPGA Fmax／Versal Fmax 的幾何平均值＝ 1．5）

不止如此，Agilex還通過應用5個由Omnitek所開發(fā)的視頻IP塊與賽靈思Versal“同臺競技”。

Omnitek是一家主打視頻加速與推理的初創(chuàng)企業(yè)，被英特爾所收購。Omnitek團隊基于Agilex  FPGA的架構，僅僅改變了內存和DSP實例。通過與賽靈思Versal同臺對比同樣的視頻IP，更能凸顯Agilex FPGA的實力，而這5個視頻IP塊性能上Agilex FPGA均更勝一籌：

Warp圖像轉換器快32％；

OSVP 1X 可擴展視頻處理器快48％；

OSVP 8X 可擴展視頻處理器快33％；

MPVDMA 多端口視頻直接內存訪問快71％；

Combiner 視頻流合并快73％。

“堆料狂魔”英特爾

“所有人都認同，隨著數(shù)據(jù)中心迅速發(fā)展，需要提升性能來對抗顯著增多的數(shù)據(jù)，但性能的提升并不意味著功耗的下降”，Deepali強調，數(shù)據(jù)中心客戶非常看重性能功耗比這一指標，越高的每瓦性能意味著能有更好的計算力和更少的能源消耗。

嵌入式、云計算、邊緣計算、5G正在驅動數(shù)據(jù)激增，但與此同時也可預見的是能耗不斷地增加，同時導致總擁有成本（TCO）的巨大攀升。這是缺乏可持續(xù)性的，也會對環(huán)境產(chǎn)生巨大影響。

“FPGA是一種非常好的能夠提升能源效率的架構，其應用跨越整個數(shù)據(jù)中心”，Deepali表示，F(xiàn)PGA最大的價值在于靈活性，靈活的加速特性使其可服務于云、網(wǎng)、邊緣的各種應用之中。

Agilex是專門為以數(shù)據(jù)為中心的世界設計的，目的是在數(shù)據(jù)的處理、存儲以及移動過程當中提供行業(yè)的領導力。

實際上，Agilex FPGA之所以能取得超過預期的性能和性能功耗比的背后是英特爾的瘋狂“堆料”，幾乎從頭到尾都是全新設計和優(yōu)化的。

第一，在設計上，Agilex FPGA是第一款端到端在英特爾全方位開發(fā)的FPGA，包括概念到設計、實施、驗證、生產(chǎn)制造全過程。

產(chǎn)品采用了能夠完美媲美制程節(jié)點轉換的技術10nm SuperFin技術；搭載第二代Hyperflex架構，該架構基于原14nm架構重新設計，并在資源布置上也進行了優(yōu)化，從而降低功耗和提高性能；重構的互連和平面布局可以減少負載并提高可預測性。以上這些最終都反映在性能和功耗的優(yōu)化上。

第二，在收發(fā)器設計上，采取了基于Chiplet的異構設計，因此可以針對具體應用需求，適用于任何代工廠、制程節(jié)點以及任何IP 開發(fā)商。Chiplet賦予了產(chǎn)品高度的自由，使得英特爾可以根據(jù)應用需求具體開發(fā)行業(yè)領先的功能，比如：可以實現(xiàn)每秒116Gbps收發(fā)器速率、CXL、PCIe Gen5等，包括最高可以支持224Gbps收發(fā)器速率的產(chǎn)品也在研究當中。

第三，在軟件上，英特爾對Quartus Prime軟件進行了極大的優(yōu)化提升，和AGILEX同步開發(fā)。英特爾開發(fā)了多個編譯流程來符合客戶不同的開發(fā)需求，比如設計之初，一些客戶需要非常密集的編譯流程，以便提升生產(chǎn)效率，還有一些客戶需要快速的故障排除，這些都通過多編譯流程的設計來實現(xiàn)。通過這樣的方式為客戶提供了多種選擇，以滿足提升運行時間以及快速故障排除方面的需求。

通過這些在軟件方面所付出的努力，將編譯時間下降了45％，同時又進行多達135種的Design Assistant規(guī)則，以便在規(guī)則方面實現(xiàn)好的控制。通過這些努力可以實現(xiàn)快速的編譯以及減少在FPGA方面的迭代的需求。所有這一切，有助于客戶提升他們的生產(chǎn)率。

英特爾的靈活優(yōu)勢遠不止此

如此頗具優(yōu)勢的產(chǎn)品，針對的將會是視頻與視覺的邊緣計算、5G網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)中心三大數(shù)據(jù)激增的領域。Deepali為記者介紹，基于英特爾Agilex FPGA的解決方案具有巨大優(yōu)勢，這是因為它完全滿足硬件的靈活性以及對于硬件可擴展性的要求。

“其實跨越這三個領域，Agilex FPGA有一個非常大的共同優(yōu)勢，那就是極低的功耗。除了極低的功耗可以降低TCO之外，還有很多其他的方式降低客戶降低TCO。比如5G應用方面，它為運營商提供了硬件升級方面的多種選項，使其能夠優(yōu)化成本，同時在數(shù)據(jù)中心領域可以去為它提升和不斷變化的工作負載來進行適配”，Deepali這樣為記者介紹。

根據(jù)之前英特爾的介紹，Agilex Fpga包含F(xiàn)、I、M三個系列，在配置和性能依次提升。具體來說，F(xiàn)系列適用于廣泛應用，I系列適用于高性能處理器接口和帶寬密集型應用，M適用于計算密集型應用，主要是提供面向英特爾至強處理器的一致性連接、HBM 集成、增強型 DDR5 控制器和英特爾傲騰DC 持久內存支持。這種劃分之下，客戶擁有更多更靈活的選擇。

針對于這三個不同系列，Deepali表示，現(xiàn)在Agilex F系列已在量產(chǎn)當中；I系列在實驗室當中，且實驗結果非常好，預計將會在本季度向客戶發(fā)貨；M系列還在開發(fā)當中，目前并沒有公布量產(chǎn)時間。

除了在型號上擁有靈活的選擇性，眾所周知英特爾目前在開發(fā)Xe獨立顯卡，而Xe的目標市場和Agilex FPGA也有一定的重合性。對此，Deepali為記者解釋，“英特爾是全行業(yè)當中唯一一家可以全方位覆蓋所有的加速器架構的半導體公司，包括CPU、FPGA、GPU、Movidius和Habana。我們的全方位架構可以為客戶提供最廣泛的選擇，使他們可以得到最適合他們用例的加速器，所以這完全是基于應用的。有些應用可能更適合CPU＋GPU，有些應用可能更適合CPU＋FPGA，而在對系統(tǒng)靈活性需求非常高時FPGA會擁有最大的價值�！�

因此英特爾的方案將是全方位覆蓋的，而這一切都將在英特爾的一體化平臺oneAPI上可以統(tǒng)一進行開發(fā)，使得開發(fā)者可根據(jù)自己的應用選擇CPU＋GPU或CPU＋FPGA，因為英特爾無法完全判斷未來市場會向著哪些方面發(fā)展，所以會提供統(tǒng)一的軟件流，由開發(fā)者自由選擇，是GPU還是FPGA還是哪一種加速器最符合他的需要。

實際上，記者也注意到英特爾除了FPGA產(chǎn)品，還擁有eASIC和ASIC產(chǎn)品。此前英特爾為記者介紹，現(xiàn)階段，F(xiàn)PGA和ASIC是“分工明確”的，可編程FPGA主要針對實施與加速要求最苛刻的算法階段，直到算法已經(jīng)非常成熟、并且最終確立下來之后，ASIC便可大面積實施在硬件之中。而eASIC又名為結構化ASIC，簡言之eASIC就是FPGA和ASIC的中間體，屬于更加偏向過渡態(tài)的產(chǎn)品，兼具靈活性和性能功耗。

因此，在如此強大的硬件加速器和一體化軟件平臺加持之下，英特爾的Agilex FPGA的優(yōu)勢更加凸顯，在此加持之下用戶的選擇面更寬，靈活性更強。加上此前英特爾推出的第三代至強（Xeon）可擴展處理器，配合旗下傲騰SSD、傲騰持久內存等，能夠釋放Agilex FPGA的最佳性能。

回歸Agilex FPGA本身，其強大的性能和功耗也勢必能夠徹底顛覆FPGA市場，這也是英特爾自身長期制程和封裝、架構、內存和存儲、互連、安全、軟件六大技術積累的結晶。