应对复杂多变的边缘AI场景，英特尔以全新FPGA加速迭代

据GMI预测， 2021 年FPGA市场规模超过 60 亿美元，且在 2022 年～ 2028 年间将以超过 12% 的复合年增长率增长。市场增长的动力主要来自数据中心中AI 和ML技术在边缘计算应用中的落地。

FPGA具备低成本集成、高性能和高能效的特点，在很多需要快速迭代的计算场景中，提供了比ASIC更大的灵活性、部署和成本优势。在近日召开的2022英特尔FPGA中国技术周的活动中，英特尔数据中心与人工智能集团副总裁兼可编程解决方案事业部产品营销总经理Deepali Trehan和英特尔可编程方案事业部中国总经理叶唯琛，就FPGA的市场前景、英特尔FPGA的优势和最新产品进行了精彩的分享。

市场需求旺盛：应对AI边缘计算复杂场景

尽管消费、PC和计算领域面临着下行态势，但FPGA仍具备旺盛的增长潜力。包括AI在内，目前很多新兴标准正在演化，而FPGA在这些基础设施加速、云加速和边缘计算领域中能够发挥关键作用。FPGA的内在价值是可编程性和灵活性，因此可以赋予AI更高的灵活性，尤其是在边缘领域运行AI相关工作负载时，能够为其特定工作负载进行优化，这一点至关重要。

“当前不仅AI的算法正在进行迭代，AI的应用场景也越来越扩展。在这样一个快速变化的场景和多样算法的前提下，实际上专用芯片是很难满足需求的。”叶唯琛分享到，“所以在现在包括今后很多年，利用FPGA的灵活性以及快速迭代的方式来进行AI的边缘计算，实际上应用场景会越来越广泛。”

以视频为例，目前视频正从4K演进到8K，需要越来越多的处理能力和算力，而下一代处理器则需要更大的带宽进行加速。Deepali Trehan表示，在每个需要处理复杂工作负载的新兴领域，如6G、AI等，FPGA都将发挥其关键作用。

英特尔FPGA的独到优势：制程、技术和生态

英特尔FPGA产品有其独到的优势，一是来自英特尔制造的优势、二是其领先的产品技术、三是其完整的计算和加速产品生态。

从供应链和工艺角度来看，虽然供应链在过去一段时间遭遇了冲击，但凭借英特尔制造的优势，其FPGA产品可以保证供应链的安全性，并且Intel 7的工艺制程为其FPGA提供了更具性能和功耗优势的基础。

从产品领导力的角度来看，Agilex性能功耗比不仅在市场上得到了非常正面的反馈，诸多用户的认可，同时也被用户应用在方方面面，以解决多样化问题，并推动用户创新。

从其生态和产品布局来看，FPGA 在整个英特尔 XPU 战略中扮演着重要角色，可以为用户带来全方位的加速体验。英特尔的CPU、GPU和FPGA团队紧密合作，因此可以确保所有产品能够保持统一的标准，并确保制定一个与行业趋势保持一致的路线图。通过XPU战略，英特尔为客户提供了一个可用性较强的、完整的解决方案，从而帮助其缩短了开发时间。

产品路线图：向下拓展制程工艺优势

正是因为整个 FPGA 行业发展良好，英特尔看到了巨大的市场需求。在某些应用市场，客户需要更为符合其性能功耗目标的产品。英特尔在此次FPGA技术周上发布了多款全新产品，通过对既有FPGA产品组合进行扩展，来响应这些应用方向上的需求。

面向中端应用：Agilex D系列FPGA

英特尔将Agilex系列产品线、以及其成熟的Intel 7工艺拓展到中端FPGA应用，推出了最新的Agilex D系列FPGA。中端的FPGA应用需要在追求性能的同时，平衡好功耗、外型和密度这些因素。Agilex D系列具有比Agilex F/I/M 系列更小的外形规格及更低的功率与密度，并且相比业界其他7nm FPGA，每瓦逻辑结构性能提升2倍。

面向嵌入式应用：代号Sundance Mesa的 Agilex FPGA

Sundance Mesa同样采用了Intel 7工艺，定位是面向边缘、嵌入式等功耗敏感的场景。与Agilex D系列相比，它具备更低功耗、更小外型规格和更高逻辑密度。每瓦性能是业界16nm FPGA产品的1.6倍。据Deepali Trehan介绍，在Sundance Mesa中采取了对DSP、内存块的电源门控（power gating）设计以降低功耗，此外也有对于HPS的电源门控设计，例如硬处理系统，旨在静态控制Arm内核并减少功耗泄漏。

面向加速应用：支持CXL和PCIe5.0的Agilex FPGA

为给要求极为苛刻的处理器工作负载提供更高的加速能力，需要更高的带宽。英特尔基于Intel 7工艺和Chiplet设计，推出了支持CXL和PCIe 5.0的Agilex FPGA。据悉该FPGA相比竞争对手可以提供额外的带宽，达到了业界最高带宽。当前仅支持CXL 1.1，但未来将很快支持CXL2.0。

Tofino扩展架构

为解决当前网络挑战，Intel还推出了Tofino可拓展架构。该架构具备网络和运营商所需的灵活性，能够定制网络以满足当下和未来的多样化工作负载，并使支持网络的功能增加，提供大大超过传统网络交换的能力。与交换机专用ASIC相比， 该架构将表和缓冲区容量提升了两倍。对于开放行业标准的支持，也使客户能够在多样化产品中达到较低的总体拥有成本（TCO）。

总结

据Deepali Trehan介绍，从2020-2021年，FPGA市场的增速为16%，而英特尔的PSG在2021-2022年间也有较高的增长，这对整个FPGA行业而言也是一个很强的推动。此次FPGA技术周上推出的新品非常令人期待，预计到明年上半年英特尔 Quartus Prime Software将开始支持Agilex D系列和代号为Sundance Mesa全新英特尔 Agilex FPGA，这两款产品都将于23年下半年上市，24年上半年投产。