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通过Agilex FPGA来看英特尔的技术创新力

2019年10月12日 17:41 次阅读

(文章来源:粤讯)

Agilex是Agile(敏捷)和Flexible(灵活)两个词语的结合体,而这两个特点也正是现代FPGA技术最为核心的两大要点。英特尔在2015年时就承诺说未来会根据不同的客户需求提供不同点5的异构架构,包括:分立的CPU+FPGA、封装集成的CPU+FPGA、以及将Intel CPU/FPGA/ARM三者进行管芯集成的FPGA。

理由是显而易见的。通过集成,不但能够降低延时,提高效能和性能/瓦,更可以统一处理器和FPGA之间的工具流程,为不同的性能需求提供更广泛的体系结构支持。4年之后,Agilex FPGA通过异构架构,实现了对不同制程工艺、不同逻辑单元之间的集成,在灵活性和定制化方面实现了突破。

根据英特尔2月份的基准测试,Agilex在最大时钟速率(Fmax)上比Stratix 10提高了40%,而总能耗降低高达40%。此外,Agilex还具有高达40 TFLOP的DSP性能(FP16配置)和92 TOP DSP性能(INT8配置)。坦率的说,仅凭异构架构这一点,Agilex FPGA其实是无法实现上述性能指标的,那么,Agilex FPGA中还隐藏着哪些不为人知的“黑科技”呢?

通过Agilex FPGA来看英特尔的技术创新力

对于英特尔这样拥有“端到端”解决方案的半导体巨头来说,拥有先进的半导体制程技术和封装技术,是构建领先产品的基础与关键。在架构日以及随后的CES 2019展上,英特尔相继展示了覆盖云到端的10纳米产品,包括“Ice Lake”PC 处理器、“Lakefield”客户端平台、“Snow Ridge”网络系统芯片、“Ice Lake”英特尔至强可扩展处理器,以及被外界视为继2018年推出的嵌入式多芯片互连桥接(EMIB)封装技术之后,又一个具备“里程碑”意义的创新突破——“Foveros”3D封装技术。

为了确保性能的一致性,Agilex FPGA器件核心的FPGA逻辑结构芯片同样采用了英特尔10纳米芯片制程技术构建,这也是目前世界上最先进的FinFET制程技术之一。同时,Agilex还融合了英特尔专有嵌入式多芯片互连桥接(EMIB)集成的 3D 异构系统级封装(SiP)技术,它提供了一种高性能、低成本的方法,有助于将Chiplets和FPGA逻辑结构芯片集成至相同的封装中。

Agilex FPGA的逻辑结构芯片采用了第二代英特尔HyperFlex架构,除了与第一代架构一样,在整个核心结构中都使用额外的寄存器Hyper-Registers外,二代架构还提升了整体结构性能,同时最大限度地降低了功耗,其中最显著的一项改进是在超级寄存器中添加了高速旁路。

而Chiplets是一种物理IP模块,可通过封装级集成方法和标准化接口集成其他Chiplets。借助Chiplets这种混合搭配模式,收发器数量不再受通道数量的限制。设计人员要想增加或减少收发器通道数量,只需添加所需的收发器Chiplets即可,无需重新布局芯片以集成不同数量的通道。仅此一项,英特尔就将单个收发器通道的速度从58Gbps提升到112Gbps。

在数据中心里作为CPU的硬件加速器,用来加速深度学习的模型训练、金融计算、网络功能卸载等各类应用,是当前FPGA的一个主要应用场景。但该领域亟待解决的核心问题之一,就是缓存一致性。换句话说,就是必须要明确CPU与硬件加速器之间的内存互联协议。

今年3月,英特尔宣布联合微软、阿里、思科、戴尔EMC、Facebook、谷歌、惠普企业HPE和华为等公司,共同推出一个全新的互联标准,取名为Compute Express Link(CXL),应用目标定互联网数据中心、通信基础设施、云计算与云服务等领域,而这也正是FPGA大显身手的重要平台。

为了确保高性能在线处理和处理器负载加速,英特尔Agilex FPGA支持最新一代高性能处理器接口,包括PCIe Gen 5和CXL,并将成为首款采用Xeon可扩展处理器的一致的高速缓存和内存互联结构的FPGA。

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TMP468器件是一款使用双线制SMBus或I 2 C兼容接口的多区域高精度低功耗温度传感器。除了本地温度外,还可以同时监控多达八个连接远程二极管的温度区域。聚合系统中的温度测量可通过缩小保护频带提升性能,并且可以降低电路板复杂程度。典型用例为监测服务器和电信设备等复杂系统中不同处理器(如MCU,GPU和FPGA)的温度。该器件将诸如串联电阻抵消,可编程非理想性因子,可编程偏移和可编程温度限值等高级特性完美结合,提供了一套精度和抗扰度更高且稳健耐用的温度监控解决方案。 八个远程通道(以及本地通道)均可独立编程,设定两个在测量位置的相应温度超出对应值时触发的阈值。此外,还可通过可编程迟滞设置避免阈值持续切换。 TMP468器件可提供高测量精度(0.75°C)和测量分辨率(0.0 625°C)。该器件还支持低电压轨(1.7V至3.6V)和通用双线制接口,采用高空间利用率的小型封装(3mm×3mm或1.6mm×1.6mm),可在计算系统中轻松集成。远程结支持-55°C至+ 150°C的温度范围。 特性 8通道远程二极管温度传感器精度:±0.75&...
发表于 2018-09-18 16:05 77次阅读
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