Intel вижда разширяваща се роля за fpgas, разнородни изчисления

Голяма част от интересната дискусия за процесорите напоследък се върти около използването на различни видове чипове и ядра, за разлика от общите изчислителни ядра, често срещани в конвенционалните процесори. Виждахме всякакви различни комбинации от чипове, използвани за конкретни изчислителни задачи, включително процесори, графични процесори, DSPs, персонализирани ASICS и масиви за програмируеми порта (FPGs), които се програмират на полето, и все по-често виждаме приложения, които комбинират аспекти на всички те, понякога в система, а понякога в рамките на един чип.

Дори Intel - дългият привърженик на изчислителните ядра с общо предназначение, които се удвояваха на бързина на всеки няколко години - влезе в действие с покупката на Altera, един от водещите производители на FPGA. Наскоро имах възможност да разговарям с Дан Макнамара, генерален мениджър на Intel Programmable Solutions Group (PSG) - който някога беше известен като Altera - който хвърли малко светлина върху плановете на Intel в тази област и даде повече подробности за плановете на компанията за свързване. различни видове ядра и различни умират заедно във високоскоростни пакети с чипове.

„Светът върви хетерогенен“, каза Макнамара, отбелязвайки, че сега има обща осъзнатост, че не можете да решите всички проблеми с ядра за общо ползване. Персонализираните ASIC - като например тензорните обработващи единици на Google или TPU-тата на Google могат да ускорят определени видове функции далеч отвъд традиционните CPUS или GPU, но създаването им отнема много време. За разлика от него, каза той, FPGA позволяват адаптивен код, който дава голяма част от предимствата на производителността на ASIC, без да чакат две години за проектиране и производство на чипове. Разработчикът може да промени алгоритмите в рамките на FPGA незабавно, докато процесор, GPU или персонализиран чип работи по фиксиран начин.

Макнамара каза също, че FPGA са с много ниска латентност и могат да бъдат много успоредни, като различни части на чипа работят едновременно върху приложения като обработка на изображения или комуникация.

В момента Intel доставя Arria 10 FPGA, произведена по 20nm процес на TSMC, и предлага пакет, който комбинира Xeon (Broadwell) процесор и Arria 10. Това се използва в приложения като търсене в уеб мащаб и анализи. Макнамара каза, че FPGAs могат да ускорят търсенето до 10 пъти и отбеляза, че Microsoft е публично достояние на използването на такива FPGA за ускоряване на търсенето.

Една голяма област на подобрение напоследък е създаването на по-бързи мулти-чип пакети, които могат да комбинират чип-матрици, създадени при различни процеси и може би от различни производители. Те включват пакети, които съдържат процесор и FPGA, като комбинацията Xeon / Arria; FPGA с различни приемопредаватели, както в Intel Stratix 10 FPGA на Intel; или дори различни части от пълен процесор, както Intel описа в последните си технологии и производствен ден.

Intel създаде нова технология, наречена вграден мост с много чипове за взаимно свързване (EMIB), за да направи това, който дебютира в Stratix 10. В EMIB основната матрица е създадена на 14nm процеса на Intel и приемо-предаватели на 16 nm процеса на TSMC.

Като цяло Макнамара каза, че няколко области се придвижват към приемането на повече FPGA, използващи такива опаковки. Той говори за уебсайтове с хипермащаб, които виждат, че търсенето се променя бързо и където комбинация FPGA / CPU може да работи добре в области като търсене, анализи и стрийминг на видео, както и мрежова трансформация, където тенденции като мрежово дефинирани мрежи и виртуализацията на мрежовите функции предизвикват нужда от повече обработка на пакети. Други области на фокусиране включват 5G и безжични приложения, автономно шофиране и приложения за изкуствен интелект (AI). В AI Макнамара каза, че оптимизираните ASIC и суровата компютърна мощност може да са най-добри за обучение (Intel е закупила Nervana), но каза, че FPGA често са най-добри за извод поради тяхната гъвкавост и ниска латентност и отбеляза, че ZTE използва Arria 10s за показват много впечатляващи резултати за разпознаване на изображения.

Лично аз съм любопитен да видя дали бъдещите процесори наистина ще вземат различни компоненти и ще ги смесват и смесват, използвайки EMIB или подобна технология, за да променят това, за което мислим като процесорен чип. Заинтригува ме идеята, че бъдещите системи могат да използват много различни ядра - някои програмируеми (FPGA) и някои фиксирани (комбинация както от персонализирани ASIC, така и от традиционните процесори и графични процесори), за да правят нещата заедно, които да подобряват това, което е необходимо технологията може да направи сама.