為什麼全球最大FPGA將是IC設計的福音

集微網報道 2019年11月6日，英特爾公司在京發佈了Stratix® 10 GX 10M FPGA，這款擁有1020萬個邏輯單元的產品，打破了業界先前的紀錄，成為了世界上最大容量的FPGA。

該芯片體現了英特爾在IC設計、製造和封裝等領域創新，將為IC設計行業面臨的越來越複雜的ASIC原型設計和仿真提供解決方案。

FPGA界的巨無霸

433億顆晶體管、1020萬個邏輯單元，還有超過前代產品3.7倍的密度，所有這些讓Stratix® 10 GX 10M成為了名副其實的超級芯片。

EMIB（嵌入式多芯片互連橋接）技術是Stratix® 10 GX 10M成型的核心之一。英特爾利用該技術融合了兩個高密度英特爾 Stratix 10 GX FPGA 核心邏輯晶片（每個晶片容量為 510 萬個邏輯單元）以及相應的I/O單元。以前，英特爾使用了 EMIB 技術將 I/O 和內存單元連接到FPGA構造晶片，從而實現了英特爾Stratix 10 FPGA家族的規模和種類不斷擴張。這次，EMIB 將兩個FPGA構造芯片進行連接，從而在兩個單片FPGA芯片之間形成高帶寬連接。

據英特爾公司網絡與自定義邏輯事業部副總裁兼 FPGA電源產品營銷總經理Patrick Dorsey介紹，在兩個FPGA之間有三個EMIB連接，最外圍還有4個EMIB連接，以提供PCIe的連接以及高速信號收發器，來實現高速的I/O吞吐量。

英特爾公司網絡與自定義邏輯事業部副總裁兼FPGA電源產品營銷總經理Patrick Dorsey

正是因為EMIB的存在，讓擁有數據接口總線數量多達25920個的兩片FPGA能真正合二為一，以一個芯片的方式來運轉。

“同時，Stratix® 10 GX 10M的用戶I/O引腳是2304個，收發器速度達到17.4Gbps/秒，這些功能允許我們的客戶用FPGA的靈活性去針對定製化的需求進行使用。” Patrick Dorsey補充道。

原型設計和仿真系統已經成為IC設計最為重要的一環，FPGA又是該系統的核心，使用最大型的FPGA，就能夠在儘可能少的仿真和驗證設備中納入大型ASIC、ASSP 和SoC設計。Stratix 10 FPGA支持最新的仿真和原型設計系統的開發，可適用於耗用億級ASIC門的數字IC設計。

Stratix® 10 GX 10M將賦能下一代5G、AI、網絡ASIC驗證。Patrick Dorsey表示：“我們知道在人工智能網絡和5G市場有很多中國企業在做著開發工作，因此這款FPGA新品對於中國市場而言非常重要。”

oneAPI：構建生態的最強工具

處理器領域最熱門的概念是異構計算，包含了標量（Scalar）、矢量（Vector）、矩陣（Matrix）和空間（Spatial）四大計算架構，對應了CPU、GPU、ASIC、FPGA等不同處理器類型。

異構計算可以應對數據中心多樣化的計算負載，但要讓各種芯片充分發揮潛能，需要一個高效的編程工具。為此，英特爾提出了軟件項目“oneAPI”，該項目旨在提供一個統一的編程模型，以簡化跨不同計算架構的應用程序開發工作。

oneAPI是一個非常底層的抽象框架，將包含兩個部分：一是跨架構的編程語言Data Parallel C++（DPC++），二是滿足不同領域需求的跨架構庫的集合。

據英特爾介紹，在卓越原生高級語言性能和基於行業標準和開放式規範的加持下，oneAPI為開發者帶來更高的生產效率和毫不妥協的性能。更為重要的是，得益於採用全新的DPC++語言，使得基於oneAPI的英特爾®FPGA開發和加速工作量變得更容易。

Patrick認為oneAPI目前不能達到最佳的硬件優化結果。如果客戶花時間進行定製化的細節硬件優化和開花，會得到比oneAPI更優的結果。不過，“oneAPI能提供更快的新品上市時間，更簡單，所以這是客戶需要權衡的一件事情。”他強調。

oneAPI的目標是團結各種開發者，打造一個良好的生態系統。Patrick就表示，“英特爾在做更多FPGA平臺級的開發，建立更多軟件的堆棧，更多主板的開發工作，努力想給FPGA創造一些新的市場機遇。這需要FPGA有更多的能力來去適應更多新應用的場景，意味著需要和更多的系統集成商，增值服務的渠道商去合作，一起推動FPGA的發展。”

據悉，英特爾在推動FPGA生態發展方面已經做了大量的投入。從2015年到如今四年的時間裡，英特爾從事FPGA相關的人員，已經增加了50%。除此之外，英特爾還於去年建立了英特爾FPGA中國創新中心。該中心也是英特爾全球最大的FPGA創新中心。英特爾希望未來三年能夠認證1萬名FPGA專業人才。（校對/團團）