收购Altera后，英特尔FPGA表现如何

原创蒋思莹摩尔芯闻昨天

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在英特尔向"以数据为中心"的转型当中，公司认为，随着未来数据呈指数级增长，需要将重心从单独的 CPU 转移到混合架构，“XPU”概念应运而生。

近年来，随着英特尔有意收购ARM，AMD计划收购赛灵思。我们看到越来越多的企业都在向“XPU”这一概念靠拢。FPGA作为“XPU”概念中的重要组成部分，随着异构计算的发展，这个市场也出现了动荡。

其中，英特尔在2015年以167亿美元的价格收购了Altera的这笔交易，也受到了业界的长期关注。随后，英特尔也在此基础之上成立了可编程事业部。那么，经过这几年的磨合，英特尔在FPGA的市场表现到底如何了？

为FPGA打上英特尔的标签

从产品上看，在收购Altera后，英特尔不仅将Altera原有的FPGA产品线进行了补充，而且还在推出了全新品牌——Agilex。

据英特尔方面介绍，Agilex是专门为以数据为中心的世界设计的，其目的是在数据的处理、存储以及移动过程当中提供行业的领导力。

为此，英特尔也将当下最前沿的一些技术倾注在了这个系列的FPGA上。据了解，英特尔Agilex FPGA采用异构3D系统级封装 (SiP) 技术，集成了英特尔首款基于 10 纳米 SuperFin 技术的FPGA架构和第二代英特尔HyperFlex FPGA 架构，可将性能提升多达45%（geomean 对比英特尔 Stratix 10），或将数据中心、网络和边缘计算应用的功耗降低多达40%。

英特尔数据平台事业部副总裁兼可编程解决方案事业部（PSG）产品营销总经理Deepali Trehan在接受采访时表示，数据处理要求的激增，导致TCO（即总拥有成本,包括产品采购到后期使用、维护的成本）出现了巨大的提升。在这种情况下，越高的每瓦性能就越好，就意味着能有更优的计算力以及更少的能源消耗，而FPGA则是一种非常好的能够提升能源效率的架构。

针对这种市场需求，英特尔推出了Agilex系列FPGA，该系列产品是英特尔全新的产品品牌，而非Stratix的延续。

Deepali Trehan表示：“从产品定位上看，Stratix 10是高性能FPGA，非常适合业内大多数高端FPGA应用。而Agilex系列FPGA则进一步提升了行业标杆，提供业内领先的性能和能效，以及其它领先的特性，比如116 Gbps收发器、率先支持专注于AI的DSP模式（例如BFLOAT16和半精度浮点）以及第一个面向傲腾持久内存的硬接口，因而在以数据为中心的世界中非常适合最大、计算最密集的FPGA应用。”

Agilex的市场表现

或许对于一些业内人士来说，Agilex系列并不陌生。因为，在2019年该系列就已经被一些用户采用。

而今我们重提Agilex系列，则是基于Agilex在2021年1月进行大规模量产出货后，它的一些实际市场表现情况。

众所周知，FPGA已经进入到了7nm阶段，但对于采用10nm工艺的Agilex系列来说，它却有着不输采用7nm工艺的FPGA产品：

相比竞争对手的7纳米FPGA，视频IP性能提升了 50%
相比竞争对手的7纳米FPGA，结构性能功耗比提升了约2倍，有助于帮助数据中心等应用实现更加灵活、高能效的设计
英特尔Agilex FPGA将数据中心、网络和边缘应用的性能平均提升了45%
相比前代FPGA，结构性能提升了高达 49%，可有效支持高速5G前传网关应用

从实际的测试情况上看，英特尔Agilex系列在视频IP性能方面与其他厂商相比也更具优势：

Warp图像转换器快32%；
OSVP 1X 可扩展视频处理器快48%；
OSVP 8X 可扩展视频处理器快33%；
MPVDMA 多端口视频直接内存访问快71%；
Combiner 视频流合并快73%。

高端FPGA竞争打响

英特尔FPGA在实际市场中取得的市场认可，源自于英特尔对Agilex系列所进行的架构创新。

一是Agilex系列基于英特尔SuperFin 10纳米技术，并且提供面向FPGA优化的金属层堆叠和晶体管，这些技术都有助于每瓦性能的提升，降低耗散功率（power dissipation）。

其次，第二代英特尔Hyperflex FPGA架构，对互连路由寄存器进行了重新设计，以减少延迟和面积，这个重构的互连结构减少了负载和延迟，用较短的线路替代了高扇出线路，增加了直接逻辑块输出，并使用较短的连接改进了点对点的路由，减少了延迟并且缩小了面积。

另外，在软件方面，英特尔还优化了重定时感知综合，包括在布局布线以及全局重定时算法方面得到了优化，从而实现它的最大性能，另外通过精细的寄存器重新定时和时钟偏斜调度，实现并发的建立和保持时间优化，达到签核质量(signoff-quality)的时序分析。

Deepali Trehan指出：“即使是最好的硅芯片，如果缺少优秀的软件也难以实现最顶级的性能，因此，英特尔Quartus软件进行了极大的优化提升，同时它也和Agilex进行了同步开发。”

除了在技术上进行创新以外，对于高端FPGA领域来说，相关厂商之间的竞争也将围绕更多的方向展开。

Deepali Trehan表示：“在推动云、网络、5G和智能边缘等关键转折性技术的发展方面，Stratix10和Agilex等高端FPGA发挥关键作用。值得注意的是，这些市场的需求多种多样化并且不断变化。因此，相关解决方案提供商面临的挑战是继续在核心领域取得进步，例如提高数据传输和处理的性能，同时还要满足每个具体领域的独特需求。例如在5G方面，基础设施的某些环节需要超高能效，而无线应用中常见的信号处理功能需要高性能。”

除此之外，从边端到云端，FPGA所发挥的价值也越来越大。

“在云和企业领域，不断变化的基础设施和应用加速中有相当多的工作负载需要高性能和高能效”，Deepali Trehan表示：“在边缘，我们看到需要更高的计算力来满足对更高的交互、更多富媒体内容和更低的时延的需求，同时仍需满足严苛的功耗、散热和空间限制要求。”

结语

由此，我们也不难得出这样的结论，Agilex作为一个全新的FPGA品牌，由于其融合了英特尔的多种先进技术，这意味着英特尔已经为FPGA打上了英特尔的标签。从更长远的角度看，英特尔为数据中心所打造的Agilex系列会成为“XPU”愿景中的重要组成部分，将会助力他们在未来异构计算的竞争中发挥更大的作用。

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