時間：2022.12.15

振華航空芯聞：FPGA需求旺盛，英特爾公布最新路線圖

在過去幾年，因為AI、數(shù)據(jù)中心和5G的火熱，F(xiàn)PGA過去幾年的關(guān)注度正在大增。

正如英特爾數(shù)據(jù)中心與人工智能集團副總裁兼可編程解決方案事業(yè)部產(chǎn)品營銷總經(jīng)理Deepali Trehan日前所說：“FPGA整個市場在過去幾年經(jīng)歷了快速增長，而且預測未來幾年也會有非常大的增長?！?/p>

他進一步指出，預計在未來 5 年內(nèi)，F(xiàn)PGA將持續(xù)保持良好的增長勢頭，其復合年增長率也將介乎 12% 到 15% 之間。因此，為客戶提供滿足其需求的產(chǎn)品，并以此加速、推動客戶全方位的創(chuàng)新。

這也正是英特爾調(diào)整其FPGA戰(zhàn)略，發(fā)布了多系列新產(chǎn)品的原因。

FPGA的機遇與挑戰(zhàn)

“FPGA的關(guān)鍵價值在于其可編程性和靈活性?！痹趩柕接嘘P(guān)FPGA的優(yōu)勢時，Deepali Treha強調(diào)?！啊币舱腔谶@些優(yōu)勢，F(xiàn)PGA被廣泛地應用到云計算、網(wǎng)絡(luò)，如5G、通訊和邊緣、端的垂直市場。

按照他的觀點，包括AI在內(nèi)，目前很多新興標準正在演化，這也是他們認為FPGA將在基礎(chǔ)設(shè)施加速、云加速和邊緣計算等領(lǐng)域的技術(shù)產(chǎn)品創(chuàng)新中起到舉足輕重作用的原因。“目前視頻正從4K演進到8K，這些視頻應用都需要越來越多的處理能力和算力，而我們的下一代至強處理器Sapphire Rapids則需要更大的帶寬進行加速。因此在我看來，在每個需要處理復雜工作負載的新興領(lǐng)域，如6G、AI，F(xiàn)PGA都將發(fā)揮其關(guān)鍵作用?！盌eepali Treha舉例說。

英特爾可編程方案事業(yè)部中國總經(jīng)理葉唯琛也表示，在目前看到的FPGA領(lǐng)域里，市場需求非常旺盛。特別是中國本土的創(chuàng)新非?；钴S，工業(yè)的各個行業(yè)正在進行產(chǎn)業(yè)升級，這給FPGA帶來了旺盛的需求。來到數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，F(xiàn)PGA月方興未艾，如IPU正在快速發(fā)展；存儲加速對FPGA的需求也正在興起。在通訊行業(yè)里，無論是有線應用還是無線應用，其對FPGA需求也都在進一步增大。

“所以我們看到中國的FPGA市場在過去幾年里迅猛發(fā)展。同時我們也看到，今后的若干年里的需求非常清晰，至少是兩位數(shù)的增長?！比~唯琛說。

而在需求增加的同時，F(xiàn)PGA也給開發(fā)者帶來了更大的挑戰(zhàn)。這首先體現(xiàn)在技術(shù)需求方面的挑戰(zhàn)。

“比如在邊緣側(cè)，我們可以看到很多像4K、8K這種清晰度非常高的視頻處理需求，或者像3D感知、更多的數(shù)據(jù)處理需求，以及對低延時、低帶寬的需求，如AR應用對帶寬和低延時的要求都是永無止境的，以及還有一些像PCIe Gen 5的接口需求。當中很多需求都是從性能上提出了更高的要求，同時要求功耗非常低，且性能不能受到損失?！盌eepali Treha舉例說。

其次，來到供應方面，F(xiàn)PGA從晶圓、原材料或是封裝等產(chǎn)業(yè)鏈的方方面面面也迎來了挑戰(zhàn)。在一些新的先進工藝節(jié)點上困難重重。

第三，F(xiàn)PGA的開發(fā)也給供應商帶來了前所未有的新的挑戰(zhàn)。這一方面是因為市場不斷要求用戶進行創(chuàng)新，同時還要規(guī)避失敗的風險；另一方面，采用人工智能和其他新技術(shù)會使工具流程復雜化，因此會增加開發(fā)時間。

這正是英特爾所擅長并能解決的問題，這也是他們在FPGA上做了更多計劃的原因之一。

英特爾的多路出擊

“英特爾始終具備業(yè)界領(lǐng)先的供應鏈和制造能力，基于此我們希望能夠為所有的用戶提供完整的FPGA體驗，以及滿足用戶需求的產(chǎn)品。”Deepali Treha告訴記者。

如上圖所示，英特爾計劃通過這個FPGA路線圖的演進和發(fā)展方向，在自身能力范圍內(nèi)，持續(xù)為用戶供應圖中所示的產(chǎn)品。值得注意的是，Stratix和Agilex都是在英特爾工廠里建造的，我們計劃利用英特爾工廠來制造其下一代的幾個FPGA產(chǎn)品。

“客戶需要對他們的供應商和英特爾的可靠性有信心，因此我們希望通過管控好自身供應鏈的關(guān)鍵部分，使我們能夠為用戶提供更多的靈活性選擇。所以我們希望成為客戶長期的長期合作伙伴，贏取信任，持續(xù)向他們提供具備穩(wěn)定供應性的領(lǐng)先產(chǎn)品?！盌eepali Treha接著說。

具體看來，英特爾最近帶來了四款FPGA產(chǎn)品更新：

一、英特爾? Agilex? D 系列 FPGA：采用 Intel 7 制程工藝，能夠?qū)⑵湫阅軘U展至中端 FPGA 應用中，且在擁有高性能的同時，可提供相較于目前 Agilex F/I/M 系列更小的外形規(guī)格及更低的功率與密度。預計于 2023 年上半年英特爾? Quartus? Prime Software 開始支持該產(chǎn)品，2023 年下半年上市，2024 年上半年投產(chǎn)。

二、全新英特爾? Agilex? FPGA（代號 Sundance Mesa）：采用 Intel 7 制程工藝，旨在為邊緣、嵌入式等應用場景提供高能效的性能。與英特爾? Agilex? D 系列 FPGA 相比，Sundance Mesa 將憑借更低功耗、更小外形規(guī)格和邏輯密度的優(yōu)勢，向更廣闊的應用市場邁進。預計于 2023 年上半年英特爾? Quartus? Prime Software 開始支持該產(chǎn)品，2023 年下半年上市，2024 年上半年投產(chǎn)。

三、支持 CXL 和 PCIe 5.0 的英特爾? Agilex? FPGA：基于 Intel 7 制程工藝和芯粒設(shè)計，其不僅能夠支持 Compute Express Link（CXL）和 PCIe 5.0，亦提供了高帶寬，從而為要求極為苛刻的處理器工作負載提供更大的加速。目前，該產(chǎn)品的首批設(shè)備正在出貨給早期客戶。

四、英特爾? Tofino?擴展架構(gòu)：基于 Intel 7 制程工藝和 P4 可編程性，其不僅能夠?qū)崿F(xiàn)更大的性能優(yōu)化靈活性，亦能夠在開放標準的情況下達到較低 TCO（總體擁有成本）。

在Deepali Treha看來，此次英特爾發(fā)布的產(chǎn)品對于當前我們所支持的某些細分市場至關(guān)重要。例如，CXL 和 PCle 5.0 能夠支持最嚴苛的處理器工作負載的帶寬需求；英特爾? Agilex? D系列FPGA則能夠?qū)⑵湫阅軘U展至中端 FPGA 應用。

Deepali Treha指出，在過去幾年中，中端 FPGA 應用發(fā)生了很大變化，目前已經(jīng)演進為需要更高的性能和更低的功耗；同時，英特爾推出的代號為Sundance Mesa的FPGA可以在提高效率的同時，為嵌入式等應用場景提供優(yōu)異的性能。

“整個 FPGA 行業(yè)發(fā)展良好，我們看到了巨大的市場需求，并且其中一些對于產(chǎn)品的需求需要對既有FPGA產(chǎn)品組合進行擴展，這也是我們能夠用全新推出的Agilex D系列FPGA和Sundance Mesa去填補的市場空白。”Deepali Treha總結(jié)說。

如何看待來自中國的FPGA發(fā)展？

談到FPGA的時候，我們現(xiàn)在不能繞過的一個關(guān)鍵詞，就是中國，這從葉唯琛上面介紹的中國市場機遇可以窺見一斑。與此同時，正如大家所熟知的，國內(nèi)的FPGA廠商也在快速發(fā)展。

在問到對本土FPGA的看法時，葉唯琛首先肯定，在過去幾年里，中國本土的FPGA廠家相繼出現(xiàn)，同時也在快速發(fā)展。在他看來，這說明了一下兩方面的原因：一是中國對FPGA的需求量呈一個上升趨勢；二是這個領(lǐng)域里非常的活躍，有很多新的玩家會進來。

“但我們對于英特爾在這個領(lǐng)域里的競爭力充滿信心。”葉唯琛強調(diào)。

他表示，在這一次的FPGA技術(shù)創(chuàng)新周里面推出了各種各樣的新產(chǎn)品，也展示了英特爾在中國有堅實的技術(shù)團隊，有非常大的投入，公司也有信心在這個非常活躍、市場規(guī)模在不斷擴大，以及要求在不斷上升的領(lǐng)域里，憑借強大的技術(shù)實力、一流的開發(fā)者體驗、穩(wěn)定有保障的供應鏈，在FPGA市場上取得成功。

值得強調(diào)的是，英特爾在重慶還設(shè)立了FPGA創(chuàng)新中心。借助這個創(chuàng)新中心，一方面將英特爾領(lǐng)先的FPGA方案推給客戶；另一方面，也希望從這里幫助打造FPGA的創(chuàng)新生態(tài)，與產(chǎn)業(yè)共同發(fā)展。總體而言，這個創(chuàng)新中心主要聚焦云加速、人才培養(yǎng)和生態(tài)三個方面。

首先是在云加速方面，英特爾會把基于最新CPU的服務器，以及最新的基于Agilex、Stratix 10等產(chǎn)品，應用到不同應用中進行加速；其次，針對FPGA人才相對缺乏的問題，英特爾也希望重慶這個創(chuàng)新中心在其中能夠發(fā)揮一些積極作用。

具體到生態(tài)方面，英特爾希望能夠把各個產(chǎn)業(yè)鏈聚集在一起，在不同領(lǐng)域中與產(chǎn)業(yè)伙伴一起協(xié)同打造能集成到通用板子上的應用，讓這些通用的板子可以被更多的OEM、ODM所采用，大大降低準入門檻，縮短了從進入到最后應用的時間。

如葉唯琛所說，以上所做的一切不僅對英特爾而言是好事，對整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也有很積極的影響。

“未來，我們將持續(xù)推動產(chǎn)品性能的提升，打造更小的外形規(guī)格和更低的功率與密度，致力于以領(lǐng)先的產(chǎn)品和解決方案滿足不同細分領(lǐng)域客戶的需求?！盌eepali Trehan最后說。

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