英特尔首款支持硬核PCIe Gen4 及超路径互连(UPI)FPGA量产出货!
2019-09-25 14:52:23 EETOP
Stratix 10 FPGA系列
Stratix® 10 FPGA分为多个系列,最新推出的为Stratix® 10 DX FPGA,其他型号在去年已经推出,可以看到FPGA Logic部分,DX与其他系列都是相同的,DX主要增强了对Memory、PCIe Gen4、以及UPI的支持。
Stratix 10 DX FPGA 是英特尔首款支持硬IP PCIe Gen4的FPGA。而对于Stratix 10 其他系列仅仅支持软IP PCIe Gen4。更具体的说,这款新推出的FPGA支持两个高性能、以处理器为核心的接口,即英特尔超路径互连(UPI)和PCI-Express (PCIe) Gen4 x16,同时还支持特定的英特尔®傲腾™数据中心级持久内存双列直插式内存模块(DIMM)。
Stratix 10 DX FPGA是英特尔首个支持PCIe Gen4的FPGA,同时它的独具特色之处还在于它是采取超路径互连UPI的。正因为这个产品支持UPI,因此它的一个关键价值就是能够扩展系统内存。有了Stratix 10 DX再加上英特尔至强处理器就可以极大的扩展系统内存。
与特定的英特尔至强可扩展处理器组合,UPI接口可将延迟降低37% 2,并通过一致的数据移动和28GB/秒的理论峰值传输速率而提高整个系统的性能3。我们预计将在2021年提供超高速协议(Compute Express Link),具有内存一致性的FPGA接口是英特尔路线图的一部分。
符合PCI-SIG标准的Gen4 x16接口提供32GB/秒的理论峰值数据带宽。数据中心和非数据中心应用的吞吐量大约将提高1倍以上4。
Stratix 10 FPGA的其他现有功能还包括:100GB/秒的以太网,HBM2内存堆栈和带外设的四核ARM Cortex-A53处理器子系统。
低时延、高带宽、对基础设施与应用的加速也是该款产品向客户以及市场提供解决方案的主要领域。三个不同的领域就是三个不同的市场。Patrick Dorsey特别就“基础设施与应用的加速”进行了举例说明。
此外,在边缘计算应用中,例如AI或者是神经网络的计算任务上,要求应用进行超快速的响应。Stratix 10 DX拥有UPI之后,对比仅仅使用PCIe的响应速度快37%。而在网络应用当中,拥有了PCIe Gen4之后,是前一代PCIe Gen3带宽的两倍,这使得数据处理更为快速,同时也拥有以太网功能,这也是FPGA所带来的。第三则是在数据中心,云服务提供商或是企业级数据中心方面,通过英特尔的异构计算架构,至强可扩展处理器再加上FPGA,也就是多节点的计算架构,同时拥有PCIe Gen4与UPI的互联,总带宽是过去的2.6倍。在有了新FPGA的能力之后,在这三个市场当中,基本都能够实现超两倍以上的性能表现优化。
针对硬件的部署,英特尔和OEM厂商如联想、浪潮等进行密切合作,帮助企业进行相应规范的认证过程。如应用英特尔FPGA或者至强处理器服务器的,英特尔会帮助判断是否符合规范。同样的操作也应用于5G,英特尔也在帮助客户使用vRAN对数据中心应用5G。英特尔通过这些来确保OEM在使用其FPGA时,其他硬件架构都能够满足规范要求。目前,英特尔在七个不同的应用领域上都和OEM进行了关于合规的合作。
英特尔提供了从边缘到云端加速的FPGA解决方案,独特的解决方案整合了至强SP、FPGA、UPI/CXL和傲腾技术。FPGA的核心不变,通过不同封装及小芯片的不同叠加来实现。
对于未来的完整路线图,Patrick Dorsey表示:“Stratix 10 DX FPGA只是一个开始。英特尔会推出Agilex(今年3月已发布),这是基于10纳米制程的FPGA。它将支持下一代UPI,也就是基于CXL的开放标准接口。同时还将会支持下一代PCIe标准。最重要的是,现在应用开发者、系统集成商以及各类设计人员就已经可以去使用UPI去进行应用开发。在Agilex推出之后英特尔还将帮助客户进行向CLX进行无缝转移,以及后续的迭代过程。因此客户可以持续的享受带宽提升和时延降低的好处。”
据了解,Agilex系列已向参与早期使用计划的客户出货,明年将正式量产。Agilex目前的产品采用的是10纳米制程技术,但是并不限于10纳米,未来可能使用多种制程技术,Agilex将是未来新的英特尔FPGA产品系列。Stratix 10 DX FPGA在现有基础架构上还有更高层次的架构,可以整合UPI以及CXL,这些能力都将纳入到英特尔下一代的产品当中。并且在封装时,会在独立的模组上提供UPI。UPI、PCIe这些接口协议实际上是单独的小芯片实现的,能够很容易的升级到CXL,这样在迁徙升级的时候非常方便,能够可以很快的达成设计目标。
针对5G方面,FPGA可以应用于5G基带和5G无线。Patrick Dorsey介绍说:“关于5G的应用,英特尔已经在与乐天日本运营商和中国移动开展合作。”Stratix 10 DX FPGA主要是针对5G的基带,其好处主要体现在低时延,尤其是当5G走向数据中心,在vRAN方面应用的时候配合FPGA和至强处理器,采用Stratix 10 DX可以进行诸多网络功能的加速。