Intel vidí rozširujúcu sa rolu pre fpgas, heterogénne výpočty

Veľa zaujímavých diskusií o procesoroch sa v poslednej dobe točí okolo použitia rôznych druhov čipov a jadier, na rozdiel od univerzálnych výpočtových jadier bežných v bežných procesoroch. Videli sme najrôznejšie rôzne kombinácie čipov používaných pri konkrétnych výpočtových úlohách, vrátane CPU, GPU, DSP, vlastných ASICS a programovateľných hradlových polí (FPG) a stále viac vidíme aplikácie, ktoré kombinujú aspekty všetkých tieto, niekedy v systéme a niekedy v rámci jedného čipu.

Dokonca aj spoločnosť Intel - dlhoročná zástankyňa výpočtových jadier na všeobecné použitie, ktoré sa každých pár rokov zdvojnásobila - sa stala aktom zakúpením spoločnosti Altera, jedného z vedúcich výrobcov FPGA. Nedávno som mal príležitosť hovoriť s Danom McNamarom, generálnym riaditeľom skupiny Programmable Solutions Group (PSG) spoločnosti Intel (predtým kedysi známej ako Altera), ktorý objasnil plány spoločnosti Intel v tejto oblasti a poskytol podrobnejšie informácie o plánoch spoločnosti na pripojenie vo vysokorýchlostných čipových balíkoch spolu zomrú rôzne druhy jadier a rôzne formy.

„Svet sa stáva heterogénnym, “ uviedla McNamara s tým, že v súčasnosti existuje spoločná realizácia, že nemôžete vyriešiť všetky problémy s jadrom na všeobecné použitie. Vlastné ASIC - napríklad jednotky na spracovanie tenzora alebo TPU od spoločnosti Google môžu urýchliť určité druhy funkcií nad rámec tradičných jednotiek CPUS alebo GPU, ale ich vytvorenie trvá dlho. Naopak, povedal, že FPGA umožňujú prispôsobiteľný kód, ktorý poskytuje veľkú časť výhod ASIC bez výkonu, bez toho, aby čakal dva roky na návrh a výrobu čipov. Vývojár môže okamžite zmeniť algoritmy v rámci FPGA, zatiaľ čo CPU, GPU alebo vlastný čip pracuje pevne.

Spoločnosť McNamara tiež uviedla, že FPGA majú veľmi nízku latenciu a môžu byť vysoko paralelné, pričom rôzne časti čipu pracujú súčasne na aplikáciách, ako sú spracovanie obrazu alebo komunikácia.

Spoločnosť Intel teraz dodáva Arria 10 FPGA vyrobenú na 20nm procese TSMC a ponúka balík, ktorý kombinuje procesor Xeon (Broadwell) a Arria 10. Toto sa používa v aplikáciách, ako je vyhľadávanie na webe a analytika. McNamara uviedol, že FPGA môžu urýchliť vyhľadávanie až 10-krát, a poznamenal, že spoločnosť Microsoft je verejná o používaní takýchto FPGA na urýchlenie vyhľadávania.

Jednou z veľkých oblastí zlepšenia v poslednej dobe bolo vytváranie rýchlejších balíkov s viacerými čipmi, ktoré môžu kombinovať čipové matrice vytvorené v rôznych procesoch a možno aj od rôznych výrobcov. Patria sem balíčky, ktoré obsahujú CPU a FPGA, ako napríklad kombinácia Xeon / Arria; FPGA s rôznymi vysielačmi a prijímačmi, ako v prípade FPGA od spoločnosti Stratix 10; alebo dokonca rôzne časti úplného procesora, ako to spoločnosť Intel opísala vo svojej najnovšej technológii a výrobnom dni.

Za týmto účelom spoločnosť Intel vytvorila novú technológiu nazývanú vstavaný viackanálový prepojovací most (EMIB), ktorý debutoval v Stratix 10. V EMIB je hlavná matrica vytvorená v procese 14nm od spoločnosti Intel a transceivery v 16nm procese v TSMC.

Celkovo McNamara uviedla, že niekoľko oblastí sa uberá smerom k prijatiu ďalších FPGA pomocou takéhoto balenia. Hovoril o webových stránkach vo veľkom meradle, ktoré rýchlo vidia zmeny dopytu a kde kombinácia FPGA / CPU môže dobre fungovať v oblastiach, ako je vyhľadávanie, analytika a streamovanie videa, ako aj o transformácii siete, kde sú trendy, ako je napríklad sieť definovaná softvérom. a virtualizácia sieťových funkcií zvyšuje potrebu ďalšieho spracovania paketov. Medzi ďalšie oblasti zamerania patria 5G a bezdrôtové aplikácie, autonómne riadenie a aplikácie umelej inteligencie (AI). V AI McNamara uviedol, že optimalizované ASIC a surový počítačový výkon môžu byť pre tréning najlepšie (Intel kúpil Nervanu), ale povedal, že FPGA sú často najlepšie na základe ich flexibility a nízkej latencie, a poznamenal, že ZTE používa Arria 10s na ukazujú veľmi pôsobivé skóre rozpoznávania obrázkov.

Osobne som zvedavý, či budúce CPU skutočne budú brať rôzne komponenty a kombinovať ich pomocou EMIB alebo podobnej technológie, aby zmenili to, čo považujeme za procesorový čip. Zaujíma ma myšlienka, že systémy budúcnosti môžu používať veľa rôznych jadier - niektoré programovateľné (FPGA) a niektoré pevné (kombináciu vlastných ASIC a tradičných CPU a GPU) na spoločné vykonávanie vecí, ktoré zlepšujú to, čo jednotlivé technológia dokáže sama osebe.