英特爾2018 FPGA技術大會9月4日在臺舉行,英特爾可程式化解決方案事業群亞太區總經理暨業務總監Ro Chawla發表主題演講,並向臺灣媒體展示他們主攻企業應用市場的可程式化加速卡Programmable Acceleration Card,並且宣布Dell EMC與富士通旗下的部分伺服器機型已經能搭配這套產品使用

推動企業FPGA應用,英特爾首度在臺展示可程式化加速卡

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李宗翰/攝影

關於企業資料中心運算平臺的採用,未來走向「合久必分」的態勢,以已經越來越明確。因為,長期以來,都是CPU的應用當道,而且是持續由英特爾Xeon系列處理器領軍的局面,然而,隨著雲端服務、大數據,以至當前最熱門的人工智慧,原本被歸類在加速運算領域的技術,例如GPU(Graphics Processing Unit)、FPGA(Field-Programmable Gate Arrays),也趁勢崛起,受到各界的熱烈關注。

為了爭奪這樣的新興應用市場,各大處理器廠商也都投入許多資源自行發展,或是透過併購的方式來取得相關技術。就以英特爾為例,2012年推出了協同處理器Xeon Phi,希望以此與Nvidia的GPU競爭;接著,他們在2015年併購了Altera,而跨入FPGA的運算技術;到了2016年,英特爾買下Nervana、Movidius,而能支援類神經網路與電腦視覺運算等深度學習應用。

時至今日,FPGA愈發受到英特爾重視,無論是他們今年主打的「以資料為中心的基礎架構(Data Centric Infrastructure)」或是加速技術系列的產品藍圖當中,FPGA都位居相當關鍵的戰略位置。而在本週於臺北舉行的英特爾FPGA技術大會(IFTD),他們介紹了該公司FPGA產品的最新發展,並探討多種技術應用議題,像是人工智慧、工業4.0、省電、加速平臺、視覺運算、低成本產品、資料中心,英特爾可程式化解決方案事業群亞太區總經理暨業務總監Ro Chawla也出席這場活動,針對FPGA這類可程式化解決方案,提出當前與未來的發展前景。

FPGA可支援多種用途,前景看好,是英特爾走向異構運算架構的重點技術

在英特爾的眼裡,FPGA應用範疇相當廣泛,可同時涵蓋資料中心、網路功能虛擬化(NFV)、嵌入式系統、5G寬頻無線網路,在部署架構上,支援單機設備、網路基礎架構,到邊緣運算、雲端服務的使用。同時,FPGA本身也能自成體系,與雲端服務和資料中心、記憶體儲存、連網設備等三大平臺分庭抗禮。

不過,FPGA的商機究竟有多大?根據他們的預估,FPGA的市場規模到了2022年,將達到75億美元;若是從加速運算處理器的角度來看,也就是將FPGA、GPU、ASIC(Application-Specific Integrated Circuit)等合為一體來看,2021年的市場規模會是200億美元。

因此,英特爾目前除了繼續發展CPU,也藉由併購Altera,開始推動FPGA這種可支援多用途的加速運算技術;到了今年7月,他們宣布買下eASIC公司,將其納入該公司的可程式化解決方案事業群(Programmable Solution Group),正式踏進結構化ASIC(Structured ASIC)晶片的市場,而能發展專屬的加速運算技術,也就是ASIC、ASSP(Application-Specific Standard Parts )──而在這樣的運算架構之下,他們可運用這種介於FPGA與ASIC的技術,提供近於標準電路單元型ASIC晶片的效能與電源效率,卻能夠更快被設計出來,而且,所需要的ASIC單次工程成本並不多。

而在這樣的態勢之下,對於可程式化的應用而,如今形成了CPU、FPGA、ASIC/ASSP三足鼎立的局面。

面對種種市場的競爭,Ro Chawla認為英特爾FPGA的優勢在於,對於矽科技的掌握、相關軟體的研發、足以因應市場需求的解決方案、全球化的客戶支援,因此,能夠基於底層硬體的矽晶圓與板卡、軟體設計流程、合作夥伴生態系,一路發展出多樣的解決方案,對應雲端服務、企業應用、網路傳輸、邊緣運算與嵌入式系統的需求。

若就當前的產品線而言,英特爾FPGA包含了Stratix系列、Arria系列、Cyclone系列、MAX系列,而在這次舉行的FPGA技術大會當中,他們還特別介紹了先前較少提及的Enpiriron Power Solutions──這是Altera在2013年併購Enpirion公司之後所取得的,而現在英特爾透過這樣的技術,以PowerSoC的系統整合單晶片,來因應FPGA、CPU、ASIC等半導體設備的電力轉換設計難題。

基於英特爾Arria 10 GX的可程式化加速卡,首度在臺公開亮相

針對企業資料中心環境的伺服器加速應用需求,Ro Chawla也談到英特爾FPGA的最新進展。在架構的配置上,企業可以在既有基於Xeon處理器平臺而成的伺服器,搭配中階的Arria 10 系列或是高階的Stratix 10系列,可支援兩種加速──基礎架構層(網路、儲存、安全),以及平行應用層(AI推論、視訊轉碼、資料庫系統、搜尋),將這些存取作業卸載到FPGA來執行,以減輕伺服器運算的負擔。

而就實際產品而言,英特爾也在去年10月推出了一套可程式化加速卡(Programmable Acceleration Card,PAC),全名為Intel Programmable Acceleration Card with Intel Arria 10 GX FPGA,顧名思義,當中採用了Intel Arria 10 GX的FPGA晶片。

當時率先表示搭配這套解決方案的廠商是Dell EMC,最初可支援相關配置的伺服器機型是R640和R740,今年上半增加了R740xd,以及富士通(Fujitsu)Primergy RX2540 M4,而在本週的FPGA技術大會上,英特爾在介紹加速平臺與解決方案的專場演講當中,我們看到Dell EMC R840和R940xa等機型,也列入支援範圍,同時,也預告雲達(QCT)、浪潮(Inspur)等更多伺服器廠商,也將加入搭配PAC的行列。不過,值得注意的是,在英特爾FPGA的專屬網頁Intel FPGA Acceleration Hub當中,前幾天竟悄悄加入了HPE。

在整體解決方案的提供上,PAC可用於6大雲端服務業者與企業看重的創新應用領域,像是資料分析、人工智慧、財務金融、視訊處理、網路安全、基因體學,而在8月初舉行的Data Centric Innovation Summit,英特爾副總裁暨可程式化解決方案事業群總經理Dan McNamara也強調,他們的策略是透過PAC搭配完整的軟體加速堆疊架構,並且已經號召30家相關的廠商,藉由這些業者開發的軟體智慧財產權程式庫,來建構新的生態系,並期盼1年後能夠將合作夥伴數量提升1倍。

展望FPGA未來的發展方向,英特爾針對5G、網路功能虛擬化(NFV)、邊緣運算,以及人工智慧在資料中心端與邊緣端的執行需求,提出各自的應用場景,並且期望能夠支援當中的每一個環節。


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