巨无霸FPGA芯片在IC设计领域的助力

2019年11月6日，英特尔公司在京发布了Stratix® 10 GX 10M FPGA，这款拥有1020万个逻辑单元的产品，打破了业界先前的纪录，成为了世界上最大容量的FPGA。

该芯片体现了英特尔在IC设计、制造和封装等领域创新，将为IC设计行业面临的越来越复杂的ASIC原型设计和仿真提供解决方案。

FPGA界的巨无霸

433亿颗晶体管、1020万个逻辑单元，还有超过前代产品3.7倍的密度，所有这些让Stratix® 10 GX 10M成为了名副其实的超级芯片。

EMIB（嵌入式多芯片互连桥接）技术是Stratix® 10 GX 10M成型的核心之一。英特尔利用该技术融合了两个高密度英特尔 Stratix 10 GX FPGA 核心逻辑晶片（每个晶片容量为 510 万个逻辑单元）以及相应的I/O单元。以前，英特尔使用了 EMIB 技术将 I/O 和内存单元连接到FPGA构造晶片，从而实现了英特尔Stratix 10 FPGA家族的规模和种类不断扩张。这次，EMIB 将两个FPGA构造芯片进行连接，从而在两个单片FPGA芯片之间形成高带宽连接。

据英特尔公司网络与自定义逻辑事业部副总裁兼 FPGA电源产品营销总经理Patrick Dorsey介绍，在两个FPGA之间有三个EMIB连接，最外围还有4个EMIB连接，以提供PCIe的连接以及高速信号收发器，来实现高速的I/O吞吐量。

英特尔公司网络与自定义逻辑事业部副总裁兼FPGA电源产品营销总经理Patrick Dorsey

正是因为EMIB的存在，让拥有数据接口总线数量多达25920个的两片FPGA能真正合二为一，以一个芯片的方式来运转。

“同时，Stratix® 10 GX 10M的用户I/O引脚是2304个，收发器速度达到17.4Gbps/秒，这些功能允许我们的客户用FPGA的灵活性去针对定制化的需求进行使用。”Patrick Dorsey补充道。

原型设计和仿真系统已经成为IC设计最为重要的一环，FPGA又是该系统的核心，使用最大型的FPGA，就能够在尽可能少的仿真和验证设备中纳入大型ASIC、ASSP 和SoC设计。Stratix 10 FPGA支持最新的仿真和原型设计系统的开发，可适用于耗用亿级ASIC门的数字IC设计。

Stratix® 10 GX 10M将赋能下一代5G、AI、网络ASIC验证。Patrick Dorsey表示：“我们知道在人工智能网络和5G市场有很多中国企业在做着开发工作，因此这款FPGA新品对于中国市场而言非常重要。”

oneAPI：构建生态的最强工具

处理器领域最热门的概念是异构计算，包含了标量（Scalar）、矢量（Vector）、矩阵（Matrix）和空间（Spatial）四大计算架构，对应了CPU、GPU、ASIC、FPGA等不同处理器类型。

异构计算可以应对数据中心多样化的计算负载，但要让各种芯片充分发挥潜能，需要一个高效的编程工具。为此，英特尔提出了软件项目“oneAPI”，该项目旨在提供一个统一的编程模型，以简化跨不同计算架构的应用程序开发工作。

oneAPI是一个非常底层的抽象框架，将包含两个部分：一是跨架构的编程语言Data Parallel C++（DPC++），二是满足不同领域需求的跨架构库的集合。

据英特尔介绍，在卓越原生高级语言性能和基于行业标准和开放式规范的加持下，oneAPI为开发者带来更高的生产效率和毫不妥协的性能。更为重要的是，得益于采用全新的DPC++语言，使得基于oneAPI的英特尔®FPGA开发和加速工作量变得更容易。

Patrick认为oneAPI目前不能达到最佳的硬件优化结果。如果客户花时间进行定制化的细节硬件优化和开花，会得到比oneAPI更优的结果。不过，“oneAPI能提供更快的新品上市时间，更简单，所以这是客户需要权衡的一件事情。”他强调。

oneAPI的目标是团结各种开发者，打造一个良好的生态系统。Patrick就表示，“英特尔在做更多FPGA平台级的开发，建立更多软件的堆栈，更多主板的开发工作，努力想给FPGA创造一些新的市场机遇。这需要FPGA有更多的能力来去适应更多新应用的场景，意味着需要和更多的系统集成商，增值服务的渠道商去合作，一起推动FPGA的发展。”

据悉，英特尔在推动FPGA生态发展方面已经做了大量的投入。从2015年到如今四年的时间里，英特尔从事FPGA相关的人员，已经增加了50%。除此之外，英特尔还于去年建立了英特尔FPGA中国创新中心。该中心也是英特尔全球最大的FPGA创新中心。英特尔希望未来三年能够认证1万名FPGA专业人才。