Для предотвращения «цифрового цунами», которым грозит эпоха подключённых вещей и машинное обучение, сделано немало. Второе поколение FPGA компании Intel станет своего рода высокоточным оружием для парирования информационного удара, чему поможет интеграция DDR5 и HBM, PCIE 5.0 и CXL, Optane и других технологий fpgahardwareintel
Intel давно экспериментирует с интеграцией в процессоры и платформы программируемых матриц ПЛИС (FPGA). Но по-настоящему компания развернулась только после поглощения разработчика ПЛИС Altera в 2016 году. К сожалению для обеих компаний, выпуск первого поколения совместных продуктов семейства Stratix был задержан, поскольку Intel столкнулась с проблемами при освоении техпроцесса с нормами 14 нм. Техпроцесс с нормами 10 нм тоже сопровождался... шероховатостями, но свет в конце тоннеля уже виден. Спешит компания или нет, однако сегодня она решилась представить ПЛИС и продукты второго поколения FPGA — семейство 10-нм матриц Agilex.
Личный курс Intel и всей индустрии, связанной с обработкой массивов данных, представлен как движение в сторону мира, вращающегося вокруг обработки данных. Растущее разнообразие данных и видов их обработки означает, что вычислительные платформы общего назначения перестали удовлетворять требованиям со стороны заказчиков. Клиенты требуют целевого соответствия вычислительных ресурсов задачам всех рангов: от пограничных (edge) вычислений до центров обработки данных. Периферия должна максимально эффективно и с минимальными задержками обработать первичную (сырую) информацию широкого спектра, сетевые устройства обязаны по-умному распорядиться потоками данных, а ЦОД должны подстроиться под тип обрабатываемых данных. Без этого информационное цунами рано или поздно накроет всех и каждого. И не стоит относиться к этому, как к какой-то мелочи или издержкам. Отказ, потеря или невозможность своевременной обработки данных, например, могут привести к катастрофе с жертвами на производстве или на транспорте.
Для решения проблемы оптимизации «железа» под рабочие вычислительные нагрузки компания Intel в который раз предлагает сочетать в одном корпусе элементы заказных решений (ASIC) и массивы программируемых вентилей (ПЛИС). Для достижения максимальной гибкости аппаратной части в решение встраивается блок ПЛИС, а чтобы не тратить лишних вычислительных ресурсов и энергии на работу с периферией и на вычисления общего порядка в чип встраиваются заказные блоки ASIC. В новом семействе ПЛИС Intel Agilex все эти наработки подняты на новую высоту. Можно сказать, что это высокоточное оружие в мире обработки данных, которое заточено на выполнение той задачи, решить которую необходимо здесь и сейчас.
В основе ПЛИС Agilex лежит идея чиплетов ― конструктора из базовых и специализированных блоков Intel и партнёров. Массив ПЛИС выпускается по самому современному 10-нм техпроцессу, а чиплеты могут быть хоть 22-нм или даже выпущенные по более старому техпроцессу. По сравнению с ПЛИС предыдущего поколения компания Intel обещает до 40 % увеличение производительности, экономию потребления (до тех же 40 %) и производительность до 40 терафлопс.
Матрицы нового поколения подойдут для инфраструктуры связи 5-го поколения (5G), облачные услуги станут ещё гибче, производительнее и более ёмкими, пограничные вычисления встретят растущие требования к обработке сырых данных ― это радары (оборона), индустрия 4.0, обработка видео с камер наблюдения и другое, а крупный бизнес получит инструменты для анализа финансовых рисков в реальном времени. Не забыта и наука. Работа с геномом ― это наше всё.
В плане гибкости использования чиплетов компания Intel обещает не ограничивать фантазию разработчиков. В матрицы Agilex можно встроить всё, что пожелает заказчик. Между собой чиплеты и массив ПЛИС будут соединяться с помощью сравнительно простой в изготовлении технологии Intel EMIB (Embedded Multi-die Interconnect Bridge).
Одной из самых интересных особенностей ПЛИС Agilex обещает стать технология когеретности кеша и памяти матриц и процессоров Intel Xeon. Нечто подобное есть у ARM и этот же принцип пытаются внедрить в новых спецификациях для отраслевых стандартов работы с ускорителями в различных платформах, например, в CCIX. Но пока кто-то обещает, Intel сделала.
Сетевая периферия и интерфейс для контроллеров тоже на высоте. Матрицы Agilex получат интерфейс для обмена данными на скорости до 112 Гбит/с. Для внешних устройств будут предлагаться блоки PCI Express 4.0 и 5.0, а также поддержка Compute Express Link (CXL).
Конфигурируемые цифровые сигнальные процессоры (DSP) в составе матриц ПЛИС Agilex можно будет настроить на обработку данных в зависимости от типа, что обещает ускорить работу с разными моделями машинного обучения и ИИ. Настройка включает обработку с одинарной точностью вычислений (FP32), половинной (FP16), а также BFLOAT16 (когда данные FP32 фактически усекаются до последовательностей FP16 с ростом производительности без существенной потери в точности FP32). Наконец, поддерживается обработка INT8 и данных с промежуточной точностью: от INT2 до INT7.
Семейство ПЛИС Intel Agilex разделено на три категории продуктов. Самыми младшими будут матрицы серии F ― это решения для широкого спектра продукции. Серия I станет подспорьем для обработки массивных потоков данных с акцентом на сетевую инфраструктуру. Серия M ― это база для высокопроизводительных вычислительных нагрузок. Именно она получит весь спектр новейших технологий, куда войдут и работа с памятью HBM, и поддержка продуктов Intel Optane, и другое. Программные инструменты для работы с матрицами Agilex компания предоставит в текущем месяце, а поставки матриц начнутся в течение третьего квартала этого года.
К программным инструментам компания Intel относит пакет oneAPI. Разработка решений с его использованием обещает ускорить создание, тестирование и выпуск решений на базе платформы Agilex, куда также можно будет включать блоки партнёров, а не только самой Intel. Кроме того, Intel давно взяла курс на унификацию средств разработки, что позволит в итоге портировать один и тот же код без значительных модификаций на все вычислительные платформы компании.
Матрицы Agilex представлены в рамках большого весеннего обновления решений Intel для ЦОД. Одновременно с ними компания представила две серии процессоров — Intel Xeon D 1600 и Intel Xeon Cascade Lake SP и AP — и 100GbE-решения Intel Ethernet 800 Series.
