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英特尔与赛灵思的竞争将会研制更强大的FPGA器件

(文章滥觞:钛媒体APP)

FPGA芯片比CPU更快,比GPU功耗更低、延时更短,且比ASIC加倍便宜、周期更短,是以在目昔人工智能芯片领域备受青睐。作为FPGA的发现者,赛灵思本在FPGA硬件领域独霸世界,稳立鳌头,但跟着2015年英特尔收购了FPGA“老二”Altera之后,局势发生了改变。英特尔在Altera技巧的助力下,掠取赛灵思的奶酪以期在人工智能领域盘踞更大年夜市场空间,近来一段光阴对付“天下最大年夜FPGA”的争夺让双方的比力更上了一个台阶。

2019年8月下旬,赛灵思宣布了当时“天下上最大年夜”的FPGA芯片Virtex UltraScale+ VU19P。这款基于台积电16nm工艺制造,集成了350亿个晶体管的器件,拥有当时单器件最高的逻辑密度和I/O数量,包括跨越2000个用户可编程引脚、900万可编程逻辑单元、224Mb片上内存以及3800个DSP单元,比它的前一代产品——基于20nm工艺的Virtex UltraScale 440 FPGA要大年夜60%。

然而,仅两个月后,赛灵思“天下最大年夜FPGA”的宝座就被英特尔给抢走了。11月上旬,英特尔发布推出Stratix10 GX 10M FPGA,成为新的“天下上最大年夜”的FPGA芯片。与赛灵思VU19P的设置设置设备摆设摆设比拟,英特尔StraTIx10 GX 10M基于自家14nm工艺制造,有着433亿晶体管、1020万可编程逻辑单元,以及2304个可编程I/O,几个方面都完胜VU19P。

眼瞅着风头被抢走,赛灵思方不得不频频强调,赛灵思才是不停拥有最大年夜容量FPGA产品的一方,三代产品都是如斯,“英特尔说它们有着最先辈的科技或者最大年夜容量的FPGA产品,然则我们还必要看到它真正交付的货物是什么样的,是否能给客户定期交货”,赛灵思总裁兼首席履行官Victor Peng说。

为什么“天下最大年夜FPGA”受到如斯注重呢?这一方面是由于超大年夜型FPGA在硬件仿真和原型验证领域有着弗成或缺的感化;另一方面,“天下最大年夜”的名头是芯片厂商的“肌肉”,谁能制造出这种超大年夜型芯片,就代表谁拥有更繁杂的系统集成和封装技巧。

赛灵思不停采纳的是堆叠硅片互联技巧(SSI),这种技巧的主要毛病是多个硅片之间存在硬界限,它们只能经由过程硅中心层进行互联和通信,从而导致显着的机能瓶颈。在最新的ACAP器件中,赛灵思针对性地进行了优化。比拟之下,英特尔应用的因此嵌入式多管芯互联桥接(EMIB)为核心的3D系统级封装技巧,EMIB没有引入额外的硅中介层,而是只在两枚硅片边缘连接处加入了一条硅桥接层(Silicon Bridge),并从新定制化硅片边缘的I/O引脚以共同桥接标准。

与SSI比拟,EMIB系统制造繁杂度大年夜幅低落,且硅片间传输延时大年夜幅削减。EMIB在StraTIx 10 FPGA上早有利用,例如,在MX系列中,就经由过程EMIB集成了所谓的“3D客栈式高带宽内存”(HBM)。此外,EMIB还可以用来连接种种收发器单元,这种基于EMIB的异构集成要领异常机动,经由过程芯片集的要领使得相同的FPGA硅片可以搭配不合的收发器、HBM、CPU等单元,进行快速的系统级芯片集成。

最新宣布的StraTIx10 GX 10M是英特尔首次将两个拥有510万可编程逻辑单元的大年夜型FPGA硅片,经由过程EMIB相连,由此形成一个超大年夜FPGA。这两个FPGA硅片经由过程25920个EMIB数据接口进行互联,此中每个数据连接可以供给2Gbps的吞吐量,是以系统整体的通信吞吐量高达6.5TBps。

宣布这样的产品,实际上是英特尔在发布EMIB技巧完全可以处置惩罚超高带宽的吞吐量需求。别的,英特尔FPGA采纳的3D系统级封装技巧对芯片的良率也有较高的要求,由于它虽然是异构集成技巧,但依附于每个组成部分的同构性。也便是说,FPGA的可编程逻辑阵列本身是一整片硅片,但经由过程StraTIx10 GX 10M可以看到,EMIB也可以用来作为同构芯片的互联技巧,这样就大年夜幅扩展了这种3D封装技巧的适用程度。此外,单个FPGA硅片已经可以做到510万个逻辑单元,这也阐明英特尔14nm工艺已经异常成熟。

而且EMIB并不是英特尔独一的3D互联和集成技巧。2019年头?年月,英特尔就公布了一项名为Foveros的“真”3D封装技巧,它可以将诸如CPU、GPU、DRAM、Cache等功能单元的裸片堆叠在一路,然后再封装成为一枚完备的芯片。Foveros将在英特尔基于10纳米工艺的Lakefiled上采纳。

虽然很多人将FPGA比作积木,可以用来实现各类利用,但制造FPGA本身并不像搭积木那样简单。“天下最大年夜FPGA”之争必要的是竞争各方的科技实力,英赛两强相争一定会研制更大年夜、更繁杂的FPGA器件,从而驱动更新更好技巧的呈现,匆匆进行业更快地进步。

(责任编辑:fqj)

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