“探秘Agilex FPGA，看懂英特尔的技术革新力”

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两个月前，也就是曾经的fpga巨头altera被英特尔收购4年后，英特尔推出了“全面借助自己的能力”开发的新一代fpga产品——agilex。 与此前altera推出的stratix、arria、cyclone、max等产品系列完全不同，agilex是全新的fpga系列，“体现了你能想象到的所有intel相关技术资源”

这里的“相关技术资源”基本上与英特尔在年末“体系结构日”中提出的流程和包、体系结构、存储器和存储、互联、安全、软件这“六大技术支柱”相同 尽管当时英特尔宣布将尽快将6个技术支柱应用于整个工程部门，并落实到已经上市或即将上市的产品和技术计划中。 然而，短短不到半年，agilex fpga就成为了“六大技术支柱”落地的最佳载体，英特尔强大的系统开发和集成能力显露无遗。

见一斑而知全豹

agilex结合了agile (敏捷)和flexible )两个词，这两个优点是现代fpga技术最核心的两个关键点。 英特尔今年承诺根据客户的需求提供五种不同的体系结构，包括单独的cpu+fpga、集成在封装中的cpu+fpga、集成intel cpu/fpga/arm三者的fpga等。

理由很明显。 整合不仅可以降低延迟、提高性能和性能/功耗比，还可以统一解决方案和fpga之间的工具流程，为各种性能要求提供更广泛的体系结构支持。 4年后，agilex fpga通过异构体系结构，实现了不同流程、不同逻辑单元之间的集成，在灵活性和定制化方面实现了突破。

根据英特尔2月的基准，agilex以最大时钟频率( fmax )比stratix 10提高了40%，总功耗最多减少了40%。 此外，agilex还具有最多40个浮点的dsp性能( fp16配置)和92个顶级dsp性能) int8配置)。

坦率地说，agilex fpga仅靠异构体系结构实际上无法实现上述性能指标。 那么，agilex fpga中还隐藏着尚不为人知的“黑科技”吗？

. 10纳米工艺和高级3d封装

对于像英特尔这样有“端到端”处理方案的半导体巨头来说，拥有先进的半导体工艺技术和封装技术是构建先进产品的基础和关键。 在体系结构日之后的ces 2019展上，英特尔将推出“ice lake”PC解决方案、“lakefield”客户端平台、“snow ridge”互联网系统芯片、“ice lake”等产品

为了确保性能的一致性，agilex fpga器件核心的fpga逻辑结构芯片同样采用英特尔10纳米芯片制造技术构建，这也是目前世界上最先进的finfet制造技术之一。 此外，agilex还提供了高性能、低成本的应用，用于融合英特尔独有的嵌入式多芯片互连桥( emib )集成3d异构系统级封装( sip )技术，并将chiplets和fpga的逻辑结构芯片集成到同一个封装中

.第二代英特尔超线程( hyper )架构和芯片组架构

agilex fpga的逻辑结构芯片使用第二代英特尔超线程( hyper )架构，与第一代架构一样，整个核心结构采用了附加的寄存器超线程( hyper-registers )，第二代架构提高了整体结构性能 其中最大的改进之一是在超级寄存器中增加了高速旁路。

另一方面，chiplets是一个物理ip模块，可以通过封装级别的集成方法和标准化接口集成其他chiplets。 通过一种叫做chiplets的混合模型，收发器的数量不再受信道数量的限制。 设计者要增加或减少收发器的通道数，只需要添加必要的收发器chiplets即可，无需为了整合不同的通道数而重新定位芯片。 光是这样，英特尔就将一个收发器通道的速度从58gbps提高到了112gbps。

.高性能解决方案接口

作为数据中心中cpu的硬件加速器，加速深度学习的模型训练、金融计算、互联网功能卸载等各种APP应用是目前fpga的首要应用场景。 但是，该行业要处理的核心问题之一是缓存的一致性。 也就是说，需要确定cpu和硬件加速器之间的存储器互联协议。