近年來，隨著數據中心的建設，以及5G和AI等新興市場的發(fā)展，FPGA作為一種“萬能芯片”，正在被運用到越來越多的應用場景中。
根據咨詢公司Frost & Sullivan公開的數據顯示，2022年全球FPGA市場規(guī)模為79.4億美元，預計2025年將達到125.8億美元，復合年均增長率為16.6%；2022年中國FPGA市場規(guī)模為208.8億元，預計2025年將達到332.2億元，復合年均增長率為16.7%。不難看出，FPGA無論在國內還是在國外，都擁有著非常強勁的市場需求。
作為半導體行業(yè)和計算創(chuàng)新領域的全球領先廠商，英特爾公司自然也觀察到了這一趨勢。近一年來，英特爾再次擴大了Agilex®FPGA產品系列的陣容，并進一步擴展了可編程解決方案事業(yè)部（PSG）的產品供應范圍，以滿足日益增長的定制化工作負載（包括增強的AI功能）的需求，同時提供更低的總體擁有成本（TCO）和更完整的解決方案。
為了讓大家全面地了解這些創(chuàng)新成果，在近日舉辦的2023年英特爾®FPGA中國技術日上，英特爾披露了其最新的FPGA產品路線圖，并分享了與產業(yè)伙伴在數據中心、AI、網絡、嵌入式等關鍵領域的諸多應用。期間，21ic還有幸采訪了英特爾公司的幾位高管，針對FPGA產品的亮點與優(yōu)勢、軟件平臺的開發(fā)與應用等話題進行了深入交流。
圖：英特爾帶來了6款先進的FPGA產品和平臺
萬能芯片，點燃市場新動力
在采訪中，21ic了解到，英特爾計劃在2023年發(fā)布15款FPGA新品。截至目前，已有11款產品相繼推出，這一數量超出了英特爾歷年來發(fā)布的FPGA產品總數；而其他新品也將有望在今年年底陸續(xù)推出。
據英特爾可編程方案事業(yè)部FPGA芯片產品營銷高級總監(jiān)Lux Joshi介紹，目前英特爾擁有市面上最為先進的FPGA全家族系列產品，包括Agilex 3系列、Agilex 5系列、Agilex 7系列，覆蓋范圍涵蓋高、中、低端所有市場，我們希望這些產品組合能夠為網絡端、嵌入式，以及數據中心等應用帶來更多的可能性和靈活性。
圖：英特爾可編程方案事業(yè)部FPGA芯片產品營銷高級總監(jiān)Lux Joshi
據悉，此次英特爾披露的最新FPGA產品路線圖主要包括三大版塊：
1）英特爾Agilex® 3 FPGA系列：外形小巧，在功耗和成本上進行了大幅優(yōu)化，且擁有系統/板監(jiān)控與管理、視頻與視覺、協議擴展、便攜式成像與顯示、傳感器融合、驅動器等廣泛的IO支持。
從產品分類看，Agilex® 3產品線包括B和C兩個系列。其中，即將推出的Agilex 3 B系列FPGA面向電路板和系統管理，包括服務器平臺管理（PFM）應用。與英特爾MAX®10 FPGA相比，Agilex 3 B系列FPGA的I/O密度更高，外形更小巧，且功耗更低。
而C系列FPGA則針對一系列復雜可編程邏輯設備（CPLD）和FPGA應用提供更多功能，以用于垂直市場領域。
圖：英特爾Agilex® 3 FPGA系列介紹
2）英特爾Agilex® 5 FPGA系列：采用第二代英特爾® HyperfleTM FPGA架構和英特爾7制程工藝，對晶體管的每瓦性能進行了優(yōu)化，從而實現出色的能耗；同時采用英特爾上一代高端產品中嵌入的業(yè)界首個針對AI優(yōu)化的模塊（AI tensor block），并將其擴展至Agilex 5 FPGA的中端產品中，為邊緣AI應用提供了理想選擇。
按照計劃，英特爾將于2023年第四季度開始逐步向早期體驗客戶提供Agilex® 5 E系列樣品，將在2024年第一季度開始大批量交付E系列工程樣品，并全面提供相關設計軟件。
據悉，Agilex 5 E系列FPGA在功耗和尺寸上進行了優(yōu)化，與采用16nm工藝的競品相比，E系列FPGA的每瓦性能提升最高可達1.6倍。
圖：英特爾Agilex® 5 FPGA系列介紹
3）英特爾Agilex® 7 FPGA系列：采用CXL提高帶寬和連接性能，并借助HBM加快內存訪問速度；同時采用可配置及可擴展架構，使客戶能夠基于其特定需求的硬件速度，大規(guī)模、快速部署定制技術，從而降低總體設計成本，并縮短開發(fā)流程，加快執(zhí)行速度，進而實現理想的數據中心性能。
作為旗艦級產品系列，Agilex® 7產品線分為F、I、M系列，目前均已實現大批量出貨。其中，Agilex 7 FPGA R-Tile是一個靈活的硬件解決方案，具有業(yè)界領先的收發(fā)器性能，提供高達116 Gbps和強化的400 GbE知識產權（IP）。相較于其他同類FPGA產品，Agilex 7 FPGA R-Tile在當今以數據為中心的世界，該產品將幫助客戶在帶寬密集的領域應對挑戰(zhàn)，包括數據中心和高速網絡。
圖：英特爾Agilex® 7 FPGA系列介紹
我們可以看到，在當今數字世界中，FPGA在推動5G、AI等創(chuàng)新方面的優(yōu)勢越來越顯著。
對此，英特爾可編程方案事業(yè)部副總裁兼網絡業(yè)務部總經理Mike Fitton博士指出，FPGA的主要優(yōu)勢其實就是可以在任何新型神經網絡上進行快速部署。相較于GPU而言，FPGA具有更低能耗、更強的靈活度和可編輯性，因而具備較短的設計周期，可以幫助我們縮短產品上市時間、降低產品開發(fā)成本。
基于這些優(yōu)勢，FPGA被廣泛應用于工業(yè)控制、網絡通信、消費電子、數據中心、汽車電子等下游市場，并且非常適合算法快速迭代、應用場景不斷拓展的AI時代。
圖：英特爾可編程方案事業(yè)部副總裁兼網絡業(yè)務部總經理Mike Fitton博士
“事實上，今年英特爾之所以可以快速推出11款新品，主要得益于我們對FPGA領域的專注和深耕。在芯粒技術的加持，以及客戶強烈的需求下，我們構建了強而有韌性的供應鏈，這些因素推進了我們產品迭代的步伐，使我們能夠以出色的產品性能贏得客戶和市場的認可?！盡ike Fitton補充道。
另外值得一提的是，英特爾不僅推出了全面的FPGA產品組合，還打造了結構化ASIC解決方案。相較于FPGA，ASIC的開發(fā)時間較長，可以滿足更低的功耗和單位成本需求，而英特爾構建的由FPGA、結構化ASIC和ASIC組成的英特爾®自定義邏輯組合，旨在以極高的靈活度支持市場對于不同功耗、成本和上市時間的多樣化需求。
圖：英特爾®自定義邏輯組合
創(chuàng)新技術，賦能產業(yè)再升級
除了專注FPGA設計，英特爾在軟件工具上的開發(fā)，以及在平臺戰(zhàn)略上的升級，同樣值得一提。
1）發(fā)布Open FPGA Stack（OFS）開源版本：目前，開發(fā)人員可以自由訪問開源的OFS硬件代碼、軟件代碼和技術文檔，以進行平臺和工作負載開發(fā)。
據介紹，開源的OFS支持英特爾Agilex FPGA和英特爾®Stratix®10 FPGA，幫助硬件和軟件開發(fā)人員充分利用其功能來開發(fā)解決方案。截至目前，包括BittWare、Hitek Systems和SigmaX等在內的多家合作伙伴，已經推出了基于OFS的可部署平臺和應用產品。
2）發(fā)布首批基于F2000X IPU的生產適配器：隨著領先的智能網卡和IPU提供商Napatech公開發(fā)售生產適配器，市場正在加快IPU的應用部署，同時新的解決方案也在推向市場，而Napatech的F2070X IPU生產適配器能夠降低云和網絡應用TCO。
3）發(fā)布Nios V/c緊湊型微控制器：英特爾即將推出Nios®V處理器系列新品——Nios V/c緊湊型微控制器。
據悉，Nios V/c處理器是一款基于開源行業(yè)標準RISC-V架構的免費軟核IP，是由最初面向產品路線圖中英特爾®Quartus®Prime Pro軟件支持的所有設備，轉向面向Quartus Prime標準軟件所支持的更多設備（Quartus Prime是一款可編程邏輯設備設計軟件）。客戶將獲得相關解決方案，以及一個免受限制、快速擴張，并可隨時響應的生態(tài)系統，從而更輕松地將其設計推向市場。
圖：英特爾FPGA軟件棧
為了加快推動構建完整的產業(yè)鏈，前段時間，英特爾還披露將對2015年167億美元收購的可編程解決方案事業(yè)部（PSG）進行分拆，并計劃在未來2-3年內將其獨立上市。
對于這一舉動，Mike Fitton博士解釋說：“我們希望通過這樣的拆分，既可以使英特爾的企業(yè)價值得到最大化的發(fā)揮，同時也能充分抓住服務方向，并更快地將我們的創(chuàng)新產品及解決方案推廣出去?！?/span>
同時，英特爾可編程方案事業(yè)部副總裁兼軟件工程總經理薛華也表示，在過去的幾年里，我們越來越多的將重心轉移到FPGA端。我們認為，它不僅適合高端市場，也適合中低端市場。因此，通過拆分PSG部門讓FPGA業(yè)務獨立運營，可以賦予其更多的自主性和靈活性，從而更好地應對不同行業(yè)不同客戶的各類需求。
圖：英特爾可編程方案事業(yè)部副總裁兼軟件工程總經理薛華
另外，在談及中國市場的發(fā)展時，英特爾可編程方案事業(yè)部中國總經理葉唯琛坦言：“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。中國不僅研發(fā)效率高，而且產業(yè)鏈也非常全，這是中國在持續(xù)創(chuàng)新當中的優(yōu)勢。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，為千行百業(yè)提供全場景的解決方案。”
圖：英特爾可編程方案事業(yè)部副總裁兼軟件工程總經理薛華
總之，FPGA芯片靈活性高、應用開發(fā)成本低、上市時間短等與生俱來的優(yōu)勢，充分適應了未來硬件加速的需求?？梢灶A見，隨著明年英特爾產品線的不斷豐富，其FPGA業(yè)務勢必將在全球市場上大放異彩！
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