Jednou z velkých událostí loňského roku bylo, že se Intel – největší polovodičový výrobce dle tržeb – rozhodl pohltit výrobce FPGA Altera a rozšířit si tak záběr i na oblast programovatelných logických obvodů. FPGA Altera se tím měla stát dalším produktem profitujícím z technologicky špičkových výrobních linek Intelu, ovšem má to jeden háček: tato aliance na sebe nechává docela dlouho čekat. Ačkoliv FPGA bývají produktem, který je často možné na nových procesech vyrábět hodně časně, Intelu se doposud nepodařilo dostat je na svůj 14nm proces. A to přesto, že na nich běžely práce již před akvizicí, Altera je oznámila před třemi roky. Až nyní se blíží náprava této situace a Intel konečně 14nm FPGA chystá na trh. A řada věcí je na nich docela zajímavá.
Intel Stratix 10
Stratix 10 je vysoce výkonné FPGA
uzpůsobené pro aplikace v datacentrech, kdy si z něj
uživatelé naprogramují vlastní akcelerátory pro své úlohy, což
by dnes typicky mohly být různé AI algoritmy na bázi neuronových
sítí. Čip má údajně umožnit dosáhnout až nějakých 10
TFLOPS výkonu v DSP aplikacích (mělo by jít o číslo
pro jednoduchou přesnost, tedy zřejmě FP32), zhruba dvojnásobek
proti tomu, co nabízel 28nm Stratix V. Výkon předchůdce by
Stratix 10 měl zvládat se spotřebou nižší o 70 %; čip
má dosahovat efektivity kolem 80 GFLOPS výkonu na 1 watt
spotřeby. Pracovní frekvence má být možná až 1,0 GHz.
ARM, HBM2
Stratix 10 není jen čisté FPGA. Jako
u dalších podobných FPGA je nabízena verze „SoC“, která
už v sobě kromě programovatelných bloků integruje i předem
připravená „hard“ CPU jádra. Ta jsou celkem čtyři
a používají 64bitovou architekturu ARM Cortex-A53. To je
částečně asi dáno historií, částečně snadností
implementace, ale s trochou škodolibosti se teď může tvrdit,
že Intel bude do serverů prodávat čipy architektury ARM. Reálně
ale tato jádra mají jen pomocnou úlohu pro řízení akcelerátoru,
hlavní výkon dodávají programovatelné bloky.
Ještě zajímavější než jádra ARM
je možná to, že FPGA má v pouzdru integrovanou paměť HBM2,
která má dosahovat propustnost až 1 TB/s. Paměťový
subsystém by asi měl být realizován čtyřmi čipy, takže by
Stratix 10 patrně měl 16 GB této vysokorychlostní paměti. HBM2
i křemík čipu FPGA jsou schované pod rozvaděčem tepla. Na
některých webech se objevila následující fotografie, ukazující
„2,5D“ pouzdro s HBM, avšak zdá se bez křemíkového
interposeru. Ovšem přímo Intel tuto fotografii nepoužil a nevím
jistě, zda skutečně zachycuje Statix 10.
Intel uvádí, že Stratix 10 již
začal posílat prvním zákazníkům, zatím ale asi jako vzorky
(jde tedy o fázi „sampling“). Standardní komerční výroba
a dostupnost tedy teprve jen odstartuje, nicméně jde o první
krok ke kompletnímu uvedení tohoto FPGA. Podle Intelu se kromě
akcelerace v datacentrech (což používá například
Microsoft) může uplatnit také v síťové infrastruktuře,
nebo pro aplikace jakou jsou radary a podobné technologie
vyžadující náročné zpracování vstupních dat.
Intel Stratix 10. Schéma FPGA a části hard processor (HPS)
Zdroje: Intel,
PC
Perspective, ServeTheHome
ČLÁNKY DO MAILU