聚焦AI、網絡和嵌入式三大關鍵市場，英特爾全系FPGA產品加速智能化落地

11月14日，以“創新加速，塑造FPGA芯未來”為主題的2023年英特爾FPGA中國技術日在北京成功舉行。隨著全球越來越依賴數據密集型工作負載，對高速率、低延遲計算的需求空前高漲。FPGA因為其靈活度高、配置性強，逐漸成為人工智能、5G通信和工業邊緣應用的明星產品。

英特爾可編程方案事業部副總裁兼網絡業務部總經理Mike Fitton博士表示：“行業正在發生巨大的變化，新的工作負載由數字化轉型需求帶動，在人工智能等新興市場的帶動下，FPGA市場將迎來爆發式增長，市場規模將從2022年的90億美元增長到2028年的130億美元，復合年增長率達到7%。從通用市場到垂直行業市場，面對多樣化的算力需求，市場亟需兼具高性能與低功耗的創新芯片組合以滿足嚴苛的工作負載需求?！?/p>

圖：英特爾可編程方案事業部副總裁兼網絡業務部總經理Mike Fitton博士

FPGA在發展當中有哪些明顯挑戰？英特爾FPGA產品陣列有哪些明顯的性能和應用優勢？在彈性供應鏈方面英特爾FPGA產品和解決方案如何響應客戶的需求？圍繞這些焦點問題，英特爾可編程方案事業部副總裁兼網絡業務部總經理Mike Fitton博士、英特爾可編程方案事業部FPGA芯片產品營銷高級總監Lux Joshi、英特爾可編程方案事業部副總裁兼軟件工程總經理薛華和英特爾可編程方案事業部中國總經理葉唯琛給記者帶來了最新的專業解讀和分析。

面向高、中、低端FPGA市場，英特爾推出FPGA全家族系列

英特爾可編程方案事業部FPGA芯片產品營銷高級總監Lux Joshi表示，更智能、更互聯的市場需求，對FPGA技術提出了三點需求。首先，FPGA技術須具備應對各項標準不斷變化的更高工作負載的能力，包括加快創新步伐、快速集成新功能，以及支持任何制程節點、代工服務或IP的能力。其次，在數據激增的背景下，FPGA需要具備更多級別的存儲方案和帶寬。對FPGA的要求包括擁有更高的內存帶寬、集成內存的新選項以及支持全新的內存接口。最后，隨著FPGA設計和工作負載加速的復雜性日益增加，未來需要更簡便的FPGA開發、AI和工作負載加速工作流，并建立開放式的加速生態系統。

Mike Fitton博士指出，英特爾推出了FPGA全家族系列的產品矩陣來滿足全球客戶的需求。Agilex 3是成本調優的，主要適用于邊緣計算和IoT設備；Agilex 5針對中端市場，在圖像與視頻處理、自動駕駛、5G通信、工業自動化領域，可以用于加速計算、優化計算和實現實時推理；Agilex 7主要針對高端市場，在高性能計算和數據中心加速領域，比如大語言模型和其他模型在過去12個月崛起，新品可以為邊緣到云提供基于FPGA的AI擴展性。

以Agilex 7為例，這款高性能FPGA采用CXL提高帶寬和連接性能，并借助HBM加快內存訪問速度，該具有性能功耗比優勢的Agilex 7 M、F和I系列FPGA現已上市。其中，Agilex 7 FPGA R-Tile相較于其他同類FPGA產品，其每個端口的PCIe5.0帶寬速度提高了2倍，CXL帶寬提高了4倍，現已大量出貨。

英特爾也同樣重視中端FPGA的市場機會，Agilex 5系列的推出也提供了印證?！拔覀儗gilex 5非常有信心，它可以滿足更多的低功耗和更小的形態因素應用的需求，客戶可以把它應用到下一代的設計之中，它是一個嵌入式邊緣計算的應用?！?英特爾可編程方案事業部FPGA芯片產品營銷高級總監Lux Joshi表示，“Agilex 5采用了英特爾7nm工藝制程和第二代英特爾Hyperfle FPGA架構，對晶體管的每瓦性能進行了優化，從而實現出色的能耗，可以應用到AI邊緣計算，包括計算、分析以及汽車領域、數據處理?！?br />
Lux Joshi透露， Agilex 5在今年底會向早期使用計劃的客戶提供相關產品，大規模量產則將在2024年第一季度進行。Agilex 3外形小巧，在功耗和成本上進行了大幅優化，且擁有廣泛的IO支持。Agilex 3包括B和C兩個系列，主要是針對廣泛的市場應用以及板卡管理，B系列有望在明年實現量產，C系列也將在適當的時候進行相關信息披露。

“我們通過提供Agilex，希望覆蓋到FPGA市場的高、中、低端以及性能調優，為開發者提供最適合他們應用的相關功能和能力。除了FPGA芯片以外，在軟件方面，英特爾提供全棧式的軟件工具，包括從IP到整體架構、AI套件、開放式FPGA堆棧（OFS），這些都是希望能夠進一步提供加速方案，助力客戶的新品上市?！?Lux Joshi指出。

“不同的垂直市場對FPGA軟件IP要求不同，比如生物基因和金融科技是兩個差異明顯的垂直賽道。他們所要求的軟件IP非常不同，我們要提供相應的集成能力，能夠把他們行業具體的IP集成到最終的解決方案當中。而且，不同客戶對軟件堆棧的要求也不盡相同。因此在軟件方面，我們也需要提供廣泛的解決方案才能過為客戶的新品提供助力?！?英特爾可編程方案事業部副總裁兼軟件工程總經理薛華表示。

構建強而有韌性的供應鏈也是英特爾FPGA產品一大優勢。Mike Fitton博士表示，所有這些FPGA產品，都可以達到16周甚至更短的交付時間。另外，英特爾提供更加敏捷的原型設計，尤其從共贏生命周期的角度來講，英特爾已經相應將FPGA產品生命周期延長到目前10年以上，也就是到2035年。

中國FPGA需求旺盛，融合英特爾FPGA技術展示多種應用案例

“在新場景、新應用海量增長的驅動下，中國本地市場對于FPGA產品的需求也在日益多元化和快速擴展。我們始終致力于以中國客戶的實際需求為導向，基于領先的FPGA產品和軟件為各行業提供全場景的解決方案?！?英特爾可編程方案事業部中國總經理葉唯琛表示。

在技術日的展區內，記者看到了多款融合英特爾FPGA技術的應用案例展示。在一個RDU 5G一體化基站解決方案展臺上，工程師介紹說：“英特爾5G一體化基站采用了先進的Xeon ICX-D和FPGA方案，并且使用5G RU和DU集成一體化設計方式，即把5G RRU和BBU集成在一起的方案?；谕耆灾餮邪l的IP、協議棧和系統軟件，實現了完整的5G NR無線接入功能，可以高效快速應用于公共通信領域和眾多5G垂直行業。Agilex 5芯片明年上市，我們這個方案將新FPGA芯片列入，90%的模塊移植工作都已經完成，實現資源和功耗的匹配，給基站客戶更好的選擇?！?/p>

在一臺靜脈儀展臺，現場工作人員通過儀器的照射，能夠清晰地看到皮下血管的分布。

現場的工作人員告訴記者，該技術利用近紅外光進行照射，通過FPGA采集傳感器接收的圖像，并利用FPGA的高速并行特性，采用大窗口多尺度卷積神經網絡，對皮下血紅蛋白吸收后的光強數據進行計算。

在工業缺陷檢測實訓平臺的展臺，工作人員介紹，工業缺陷檢測實訓平臺以高端鋁材表面缺陷檢測需求為背景，深度融合FPGA、邊緣計算、人工智能與深度學習等關鍵技術，可以為高校的FPGA、人工智能等專業教學提供實訓產品。工業缺陷檢測實訓平臺能夠將工業相機、光源、微型傳輸機、機械臂等模塊集成一體，并采用FPGA進行模型推理，利用深度學習算法和鋁片表面缺陷數據集來實現缺陷識別。

在采訪最后，英特爾可編程方案事業部中國總經理葉唯琛表示：“除了AI訓練和推理帶來的高端FPGA市場的爆發，英特爾也注意到中國有非常多的工業客戶對FPGA在邊緣計算的應用充滿興趣，對智能攝像頭、工業控制器、工業AI檢測都有非常多需求，高端FPGA特性延伸到中端應用趨勢明顯，英特爾明年要大規模量產的Agilex 5就是順應這一需求的增長，我也非?？春弥袊蛻艋谟⑻貭朏PGA技術加快創新，推出令人驚喜的多元化應用?！?br />
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