英特尔大动作:加入华为欧拉生态、与台积电敲定3nm代工协议、即将重磅发布新品FPGA!

2021-12-06 12:58:31 来源:EETOP
岁末年初之际,科技巨头们纷纷加速市场布局,抢占赛道。确实,不抢先成为猎食者,就只能成为猎物。

英特尔,自今年2月,帕特·基尔辛格回归并出任公司第八任CEO以来,可谓不负众望。在短短十个月的时间里,帕特·基尔辛格,做出了很多“不英特尔”,但是却又“很英特尔”的事情,并且从英特尔最新发布的三季度财报上看,这些努力已经初见成效:

  • PC相关的业务 CCG 部门营收97亿美元,虽同比下降2%,但略高于预期的96.4亿美元;
  • 泛数据中心业务部门 DCG 营收65亿美元,同比增长10%,重返两位数增长;物联网部门 IOT 营收13.7亿美元,同比增长50%,超出预期的9.795亿美元;
  • 可编程解决方案事业部 PSG 营收4.78亿美元,同比增长16%;非易失性存储解决方案事业部 NSG 营收11.1亿美元,同比下降4.2%,但超过市场预期的10.2亿美元。

虽然可圈可点的财务报告并未赢得资本市场,财报发布当日股价遭遇重挫,盘后一度下跌超过9%。但短期资本市场表现并不是帕特·基尔辛格的追求。作为高科技企业,要想重新走上王者之巅,它的价值和收入还将是来自实际创造的产品。也正是深谙此理,帕特·基尔辛格不遗余力的要为英特尔保留下芯片设计、制造领域的完整创造能力。

台积电敲定3nm代工协议

半导体制程的进程中,3nm工艺是继5nm 技术之后的下一个工艺节点。虽然,对于台积电赴美建厂,以及美国本不惜重金提供补贴,帕特.基辛格为代表的英特尔一直持反对声音。不过,这并不影响英特尔积极寻求与台积电的3nm合作。

据DigiTimes 报道,英特尔高层计划于12月中旬访问中国台湾和台积电,讨论3nm芯片生产和产能。后期,英特尔将在其即将推出的 Meteor Lake 处理器中采用台积电的 3nm 工艺。

Intel 3 2023年下半年亮相

在3nm制程的布局上,英特尔同样布局。在今年,英特尔全新启用了一套制程节点命名体系,即以后不再用X纳米,而是采用Intel X工艺的命名方式。据市面分析,Intel 3相当于其他厂商的3nm制程。不过,目前关于Intel 3还知之甚少。不久前,英特尔刚公开了Intel 4的进程,表示将会第一次引入EUV光刻机,明年下半年投产,2023年产品上市。根据英特尔的制程路线图来看,Intel 3会在Intel 4之后亮相。在今年的“英特尔加速创新”线上发布会上,英特尔表示,计划Intel 3 将在2023年下半年亮相,预计是Intel 4即7nm工艺的升级技术,同样使用Fin FET晶体管,每瓦性能将提升约18%。具体的发布时间或产品名称,据行业推测,则有可能于2024年上市。这也就意味着,在未来三年的半导体芯片产品的竞争中,台积电可能是英特尔在自有工厂外,最可靠的产能和工艺升级方案。

加入华为欧拉生态

除了3nm或与台积电达成合作之外,近日,英特尔正式加入华为欧拉生态也在行业内掀起了不小的震撼。这一标志性事件,对于欧拉,对于英特尔,对于未来的异构计算,对于中国的开源社区建设,或许都有着里程碑式的作用,意义非常深远。英特尔CPU向XPU转型路上,开源战略是非常关键的部分。借助欧拉系统,英特尔希望继续保持其X86架构的整体领先性,进一步加持英特尔在当下PC芯片领域的霸主地位。

年底将重磅发布多款FPGA最新系列产品

进入12月,英特尔还有一个特别值得关注的大事,即一年一度的FPGA技术峰会。此次会议,将于2021年12月7-10日,以线上全球同步直播的形式召开。据了解,峰会上将会重磅发布多款英特尔FPGA最新的系列产品、软件及设计工具,并会带来英特尔在架构、封装、制程技术、开发工具到应用的最前沿的芯片技术,进一步探索英特尔FPGA在重点应用领域的关键性能和解决方案。

大会日程如下:(明天召开,欢迎预约参加)

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附:FPGA市场现状及格局

FPGA是一个技术壁垒高的行业,硬件结构复杂且良率低。纵观全球行业格局,FPGA行业的主要市场份额常年被赛灵思英特尔两家公司牢牢掌握,两者市场占比合计超过85%。国产FPGA厂商由于起步时间较晚,无论是在专利技术、生态系统,还是在研制难度、研发人才等诸多方面都面临着较大的挑战。不过尽管现状不容乐观,但中国FPGA的市场规模及前景不容忽视。根据Frost&Sullivan数据,预计到2025年,中国FPGA市场规模将达到约332.2亿元,增速远高于全球市场。

虽然从整个产业链或者芯片品类来看,FPGA或只是小众的芯片,但在半导体国产化替代趋势逐渐加速的市场现状下,国产独立FPGA企业将承担更多国产化需求角色,在各类新兴市场不断涌现下,本土企业在每一种技术路线上都将有更多的发挥空间。不过,从技术层面来看,国产FPGA和国外巨头差距仍旧较大,且产品迭代优化均需要长期积累。随着FPGA芯片密度越来越高,软硬协同研发对设计公司提出了更大的难度。因此,及时学习最新FPGA技术信息、了解FPGA应用前景需求、准确把脉FPGA发展趋势,才能更好带动国产FPGA的成长及创新发展。

FPGA在现在及未来的重要性

FPGA普遍被认为是构建原型和开发设计的最快推进路径之一,具有编程、除错、再编程和重复操作等优点。FPGA,英文全称Field Programmable Gate Array,中文意思现场可编程阵列,是一种半定制电路,常被用于特定的加速计算任务。相比于CPUGPU这种通用型芯片FPGA执行效率更高,延时和能耗更低,尤其整数运算加速优势明显。而相比于ASIC(专用集成电路),FPGA电路结构没有固化,可通过重复编程适应不同的算法要求,从而缩短整体方案的开发周期,灵活性更高,大大缩减了专用芯片束缚的限制。

最近两年,由于人工智能5G通信、云计算、高性能计算等新兴技术的繁荣,给FPGA带来新的市场推动力,催化增量空间。IDC预测,到2024年,全球加速服务器市场规模可达到284亿美元,全球FPGA市场规模可达到71.55亿美元。另据Frost&Sullivan的数据显示,全球FPGA市场规模将从2021年的68.6亿美元增长至2025年的125.8亿美元,年均复合增长率约为16.4%。作为一种可编程逻辑器件,FPGA在过去的二十年中,已经从电子设计的外围器件逐渐演变为数字系统的核心。无论是传统的航空航天、通信等应用,还是5G通信、人工智能、工业互联网、自动驾驶、云计算等未来新兴应用,FPGA芯片都在发挥着重要的作用。

人工智能领域,FPGA芯片已与GPU及ASIC等芯片一起成为人工智能处理芯片的重要选择之一。FPGA芯片可以作为加速卡加速人工智能算法的硬件级运算速度。在加速器市场的需求会很大。包括数据中心当中的加速器,数据中心之外的加速器,都需要通过FPGA做各种加速。因此,FPGA 芯片在矩阵运算、图像处理、机器学习、非对称加密、搜索排序等人工智能领域有着很广阔的应用前景。Semico Research预测,FPGA人工智能领域的市场规模2023年有望达52亿美元,五年复合增速38.4%。

  • 5G通信市场,基站数量、扩展性、异构性需求都将带动FPGA器件用量大幅度提升。
  • 工业市场是仅次于通信的第二大市场,FPGA可帮助工业应用实现更智能化、高性能、低能耗的解决方案。
  • 消费电子市场,FPGA芯片开发周期较短的特点正好满足消费电子产品迭代周期快的需求。同时,FPGA芯片灵活支持接口转换,可实现各种存储接口的控制,简化外围电路设计。
  • 汽车电子市场,可应用于ADAS、车载摄像头、传感器、激光雷达、车载娱乐信息系统等,应用面非常广泛。

FPGA芯片起源于Xilinx(赛灵思)公司,赛灵思于1985年推出世界首块商业化FPGA芯片“XC2000”,通过自创的门阵列通用结构推动芯片从定制化向标准化迈进。从上世纪80年代,FPGA在具有TTL的胶合逻辑中找到了自己的市场。再到十年后,FPGA愈发复杂,引入了大型SRAM模块、嵌入式DSP模块中的乘法器-累加器、嵌入式处理器软核、I/O和SerDes接口。发展至今,FPGA与ASIC技术融合、向系统级发展成为新的趋势,软硬件相结合,兼具性能和灵活性。FPGA厂商已经从单纯提供FPGA芯片和底层开发工具,逐渐转变成提供基于FPGA加速卡和完整软件开发环境的全栈式解决方案。两大FPGA厂商赛灵思英特尔目前纷纷推出的各类FPGA加速卡,就是这个趋势的典型代表。

英特尔FPGA的前世今身

英特尔半导体行业和计算机创新领域的全球领先厂商,由罗伯特·诺伊斯和戈登·摩尔于1968年创立。在成为FPGA大厂之前,英特尔是以CPU TOP1厂商著称的。追溯英特尔FPGA的前世今生,2015年12月,以史上最大收购交易额167亿美元收购Altera公司,绝对是英特尔拓展FPGA业务最为波澜壮阔的一次壮举。在业界,Altera当时是与Xilinx齐名的FPGA供应商。在收购了Altera之后,英特尔成立了新的业务部门——可编程解决方案事业部(PSG)。此后,英特尔又先后于2018年7月,完成对eASIC的收购。eASIC提供的是“结构化ASIC”开发FPGA设计工具,它的收编,进一步强化了英特尔可编程解决方案组(PSG)的产品实力。

2019年4月,英特尔完成对Omnitek的收购。Omnitek是一家领先的优化视频和视觉FPGA IP解决方案提供商,助力英特尔赢得更多新客户。云计算和AI导致的算力需求爆发和混合计算架构迅速发展的情况下,英特尔通过收购FPGA厂商,可直接补强其FPGA支撑的并行和可编程计算技术,使它们在新兴异构计算架构时代时刻保持领先。

外部并购与内部研发的双核驱动下,技术实力正在铸就英特尔FPGA行业的高技术壁垒。目前,英特尔 FPGA主要分为Agilex、STRATIX、ARRIA、CYCLONE、MAX五大系列。

产品系列:

Agilex FPGA堪称英特尔截至目前的性能高峰,是收购Altera之后推出的第一个全新的高端FPGA系列。Agilex这个名称源于Agile(敏捷)和Flexible(灵活)的合二为一,这两个特点正是现代FPGA最为核心的两大要素。

Agilex FPGA 设备采用异构 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,还集成了四核 Arm* Cortex-A53 处理器,以提供高度的系统集成性。

Agilex代表着全行业最佳的收发速率,达到了每秒116Gbps。此外,测试芯片还可以达到每秒 224Gbps。

据了解,英特尔 Agilex FPGA 系列包含F、I、M三个系列,Agilex F系列已经在量产;I系列据称已经向客户发货;M系列还在开发当中,目前并没有公布量产时间。不知在今年的FPGA大会上, Agilex系列将会有哪些新的公布。12月7日,关于Agilex FPGA的几场专题报告,可以特别关注。

“软件先行”也是英特尔一个非常重要的FPGA战略。跨架构(CPUGPUFPGA及其他加速器)开发能力对于处理数据密集型工作负载极为重要,因为这种工作负载需要多种架构,这也将成为未来的常态。在今天,每一个硬件平台往往需要开发者维护独立的代码库,这些代码库需要使用不同的语言、库和软件工具进行编程。这是一项极其复杂和耗费时间的工作,会大大降低开发速度、抑制创新。oneAPI是英特尔“软件先行”战略的重要体现,英特尔相信这一战略将定义和引领一个人工智能日益融合、异构及多架构的编程时代。

oneAPI是一个统一的、简化的编程模型,旨在简化跨多架构的开发过程(如CPUGPUFPGA、加速器)。oneAPI 的核心是英特尔的 Data Parallel C++ (DPC++),是建立在 C++ 和 Khronos SYCL 标准之上的语言。除了基于 LLVM/Clang 的 DPC++ 编译器工具链外,oneAPI 还包含了许多库,例如深度学习的 oneDNN、作为数学内核库的 oneMKL、用于分析的oneDAL、用于线程的oneTBB,以及用于视频处理的 oneVPL 等组件。

oneAPI包含两个组成部分:一项产业计划和一款英特尔bete产品。英特尔2019年底发布时还是属于探索的第一步,2021年已经转正了。在今年的FPGA大会上,英特尔也准备了多场oneAPI的主题分享,其中12月8日的“使用英特尔® OFS 为oneAPI应用构建特定领域的FPGA平台”非常值得关注。

FPGA行业还有一个重要的行业趋势,即FPGA厂商已经从单纯提供FPGA芯片和底层开发工具,逐渐转变成提供基于FPGA加速卡和完整软件开发环境的全栈式解决方案。回首过去,在传统的FPGA业务模型里,FPGA厂商通常只负责卖给客户两样东西:一个是FPGA芯片,另外一个是FPGA的开发工具。两件东西一旦售出,客户开发何种应用就与厂商无关。如今,FPGA厂商更倾向于提供给客户一个完整的系统级解决方案。

早在2017年10月,英特尔就官宣了旗下的首款FPGA加速卡产品,名为“Programmable Acceleration Card”,简称PAC。同时发布的,还有与之配套的软硬件开发框架与加速栈系统。这不仅是英特尔FPGA的首款通用FPGA加速卡产品,也是当时市场上的首款面向大数据、AI、高新能计算等新兴领域的数据中心FPGA加速卡,因此PAC的意义非同小可。在2019年MWC大会上,英特尔又推出了一款针对5G应用的FPGA加速卡PAC N3000。这款加速卡可以实现高达100Gbps的网络流量的加速处理,同时支持9GB DDR4和144MB QDR IV板上内存。

在加速卡领域,赛灵思起步较晚。除了英特尔赛灵思推出的原厂FPGA加速卡之外,很多第三方厂商也在近年相继推出了基于FPGA的硬件加速卡产品。其中比较典型的有我国浪潮、华为等公司推出的加速卡,以及国外Mellanox公司推出的基于FPGA的智能网卡产品。对于英特尔FPGA加速卡产品而言,它们最大的优势之一就是英特尔在数据中心处理器领域的核心支配地位。由于英特尔Xeon处理器占据了数据中心市场的x86处理器的绝大部分市场份额,因此无论何家的FPGA加速卡都必须针对Xeon处理器做大量的兼容性设计和优化,而英特尔FPGA在这方面有着先天的血统优势。这也使得英特尔成为目前唯一一个能够提供全栈式数据中心解决方案的公司。

在今年的FPGA大会上,由英特尔公司FPGA电源产品事业部、数据中心和人工智能事业部、可编程解决方案事业部总经理、英特尔公司副总裁Patrick Dorsey等多位重磅嘉宾领衔,将为大家带来多场精彩的FPGA主题报告,用前沿的芯片技术,擎领智能互联世界。

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