Корпорация Intel в ходе суперкомпьютерной конференции ISC 2023 сообщила о начале производства программируемых вентильных матрицах (FPGA) семейства Agilex 7, предназначенных для ускорения выполнения различных задач, связанных с обработкой данных.

Часть семейства Agilex 7 были анонсирована в марте нынешнего года. Решения имеют гетерогенную многокристальную архитектуру, в центре которой находится микросхема FPGA, соединённая с трансиверами посредством моста Intel Multi-Die Interconnect Bridge (EMIB). Каждый чиплет (в Intel их называют «плитками») отвечает за выполнение определённых функций.

Intel приступила к выпуску версий Agilex 7, в состав которых входит «плитка» R-Tile. Она включает блоки PCIe 5.0 x16 и CXL 1.1/2.0, обеспечивая высокую гибкость при использовании в сетях передачи данных, в составе облачных платформ, ЦОД, систем НРС и пр. Достигается быстродействие до 32 GT/s в расчёте на одну линию. При производстве применятся 10-нм технология.

Источник изображений: Intel

Отмечается, что настраиваемая и масштабируемая архитектура Agilex 7 позволяет заказчикам быстро разворачивать платформы в соответствии со своими специфичными потребностями. Это обеспечивает оптимальную производительность дата-центров и позволяет сократить затраты. Изделия Agilex 7 могут применяться в серверах на основе процессоров Intel Xeon Sapphire Rapids.

FPGA остаются популярными как гибкие решения, пригодные для реализации широкого круга задач по ускорению обработки данных. Однако с ростом пропускной способности современных сетей растут соответствующие требования и к FPGA. Ответом на вызовы в этом сегменте стал выпуск новой серии ПЛИС Intel Agilex 7 с самыми быстрыми в мире FPGA трансиверами F-Tile.

Источник изображений здесь и далее: Intel

F-Tile — двухрежимный последовательный интерфейс, предлагающий схемы модуляции PAM4 и NRZ. Он может работать на скоростях до 116 Гбит/с. Также предлагается реализация Ethernet вплоть до 400GbE. Каждый тайл такого типа может содержать до четырёх высокоскоростных каналов FHT с поддержкой PAM4 и до 16 менее скоростных каналов FGT, ограниченных 58 Гбит/с в режиме PAM4 и 32 Гбит/с в режиме NRZ. Количество F-тайлов в составе Agilex 7 зависит от конкретной модели чипа.

Наличие столь высокопроизводительных трансиверов в составе Agilex 7 делает новые ПЛИС Intel отлично подходящими для поддержки высокоскоростных сетей (в качестве DPU), в том числе беспроводных, или для ИИ-ускорителей. Производительностью Agilex 7 не обделены — для старшей серии M говорится о 38 Тфлопс, правда, в режиме FP16.

Базируются новые ПЛИС на уже не слишком новом 10-нм техпроцессе Intel 7 Enhanced SuperFin, и в старшей серии M могут предоставить в распоряжение разработчику 3,85 млн логических элементов, 12300 блоков DSP и 370 Мбайт быстрой интегрированной памяти, а также до 32 Гбайт памяти в HBM2e-сборках. Также в составе присутствует квартет ядер Arm Cortex-A53. Agilex 7 поддерживают интерфейс PCI Express 5.0 и CXL 1.1 (посредством R-Tile).

Таким образом, программируемые матрицы Intel Agilex 7 благодаря сочетанию быстрых трансиверов и интерфейсов HBM2e и LPDDR5 найдут применение в любых сценариях, где требуется обработка существенных массивов данных: в периферийных системах первичной обработки данных, решениях искусственного интеллекта, при развёртывании сетей 5G и даже в сфере HPC.

Популярность программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) сегодня определённо находится на подъёме, поскольку FPGA универсальны по своей природе и позволяют легко реализовать практически любую концепцию сопроцессора. Микросхемы такого типа весьма востребованы в сетях 5G и современной робототехнике.

Компания Intel некоторое время задерживалась с обновлением своего модельного ряда ПЛИС, опираясь на серию Agilex 2021 года, выпускаемую с использованием техпроцесса 10 нм SuperFin, но теперь она намеревается наверстать упущенное уже в 2023–2024 годах.

Источник изображений: Intel. Полные версии изображений открываются по нажатию.

Новое поколение ПЛИС серии Agilex M запланировано именно на этот период, но основные изменения коснутся технологических процессов — Intel переведёт эти чипы на использование техпроцесса Intel 7, также относящегося к классу «10 нм», но более совершенного.

Однако на этот же период запланирован и выпуск ПЛИС Agilex нового поколения. Как отмечает Шэннон Поулин (Shannon Poulin), глава отдела программируемых решений Intel, компания во многом полагается на унаследованные продукты, многие из которых были разработаны не самой Intel, а некоторые насчитывают 5–10–20 лет, поэтому Intel предстоит много работы.

В настоящее время компания активно работает именно над совершенствованием модульных технологий, позволяющих интегрировать ПЛИС-чиплеты с поддержкой интерфейсов UCIe, PCI Express 5.0 и CXL в широкий круг чипов, от ускорителей машинного обучения и GPU до традиционных процессоров с архитектурами x86 и RISC-V.

Эта интеграция будет использовать интерфейс AIB (Advanced Interface Bus). Компания активно сотрудничает с крупными производителями электроники, такими как Texas Instruments, и уже располагает рабочими образцами ПЛИС-чиплетов нового поколения.

Также Intel планирует наверстать отставание в секторе ПЛИС среднего класса с новой серией чипов Agilex D. Эта новинка получит 100 тыс. элементов, поддержку экономичной памяти DDR5 и новый интерконнект «smart fabric». Первые серии Agilex D увидят свет в 2023 году с дальнейшими массовыми поставками в 2024.

Новое семейство Agilex под кодовым названием Sundance Mesa будет представлять собой примерно половину Agilex D с приблизительно 50 тыс. элементов. Эта новинка нацелена на рынок потребительских решений в области машинного интеллекта.

Несмотря на активное продвижение модульного подхода к конструированию ПЛИС, последние две новинки в сериях Agilex D и Sundance Mesa будут использовать традиционный монолитный дизайн кристалла, но именно они помогут Intel укрепить позиции на рынке ПЛИС малого и среднего классов. Однако компании придется активно состязаться с AMD, располагающей активами Xilinx и активно завоёвывающей с их помощью рынки ЦОД и HPC.