Intel vidí rozšiřující se roli pro fpgas, heterogenní výpočty

Mnoho zajímavých diskusí o procesorech se v poslední době točilo kolem používání různých druhů čipů a jader, na rozdíl od běžných výpočetních jader běžných v konvenčních procesorech. Viděli jsme nejrůznější kombinace různých čipů používaných pro konkrétní výpočetní úlohy, včetně procesorů, GPU, DSP, vlastních ASICS a polních programovatelných hradlových polí (FPG) a stále častěji vidíme aplikace, které kombinují aspekty všech tyto, někdy v systému a někdy v jediném čipu.

I společnost Intel - dlouho zastánce univerzálních výpočetních jader, která se každých pár let zdvojnásobila rychlostí - se stala aktem zakoupením společnosti Altera, jednoho z předních výrobců FPGA. Nedávno jsem měl příležitost hovořit s Danem McNamarou, generálním ředitelem skupiny Programmable Solutions Group (PSG) společnosti Intel - která byla kdysi známá jako Altera -, která v této oblasti objasnila plány společnosti Intel a poskytla podrobnější informace o plánech společnosti na připojení různé druhy jader a různé zemřou společně ve vysokorychlostních čipových balíčcích.

„Svět se stává heterogenním, “ řekla McNamara s tím, že nyní existuje společná realizace, že nemůžete vyřešit všechny problémy s jádry pro všeobecné použití. Vlastní ASIC - jako jsou tenzorové jednotky Google nebo jednotky TPU, mohou urychlit některé druhy funkcí nad rámec tradičních CPUS nebo GPU, ale jejich vytvoření trvá dlouho. Naopak, řekl, že FPGA umožňují přizpůsobitelný kód, který poskytuje mnoho výhod výkonu ASIC bez čekání na dva roky na návrh a výrobu čipů. Vývojář může okamžitě změnit algoritmy v FPGA, zatímco CPU, GPU nebo vlastní čip pracuje pevně.

McNamara také uvedl, že FPGA jsou velmi nízká latence a mohou být vysoce paralelní, přičemž různé části čipu pracují souběžně na aplikacích, jako je zpracování obrazu nebo komunikace.

Společnost Intel nyní dodává Arria 10 FPGA, vyrobená na 20nm procesu TSMC, a nabízí balíček, který kombinuje procesor Xeon (Broadwell) a Arria 10. To se používá v aplikacích, jako je vyhledávání na internetu a analytika. McNamara uvedl, že FPGA mohou urychlit vyhledávání až 10krát, a poznamenal, že společnost Microsoft byla veřejná o používání takových FPGA k urychlení vyhledávání.

Jednou z velkých oblastí zlepšení v poslední době bylo vytváření rychlejších balíčků pro více čipů, které mohou kombinovat čipové matrice vytvořené na různých procesech a snad od různých výrobců. Patří sem balíčky, které obsahují CPU a FPGA, jako je kombinace Xeon / Arria; FPGA s různými vysílači a přijímači, jako je tomu u Intel Stratix 10 FPGA; nebo dokonce různé části plného procesoru, jak Intel popsal ve své nedávné technologii a výrobním dni.

Za tímto účelem společnost Intel vytvořila novou technologii zvanou vestavěný propojovací most pro více čipů (EMIB), který debutoval ve Stratixu 10. V EMIB je jádrová matrice vytvořena na procesu 14nm od Intelu a transceivery na 16nm procesu TSMC.

Celkově McNamara uvedla, že několik oblastí směřuje k přijetí více FPGA pomocí takových obalů. Mluvil o webových stránkách ve velkém měřítku, kde se rychle mění poptávka a kde kombinace FPGA / CPU může dobře fungovat v oblastech, jako je vyhledávání, analytika a streamování videa, jakož i transformace sítě, kde jsou trendy, jako je softwarově definované sítě a virtualizace síťových funkcí vyvolává potřebu dalšího zpracování paketů. Další oblasti zaměření zahrnují aplikace 5G a bezdrátové, autonomní řízení a aplikace umělé inteligence (AI). V AI McNamara uvedl, že optimalizované ASIC a surový počítačový výkon mohou být pro výcvik nejlepší (Intel koupil Nervanu), ale řekl, že FPGA jsou často nejlepší na závěr, kvůli jejich flexibilitě a nízké latenci, a poznamenal, že ZTE používá Arria 10s k ukazují velmi působivé skóre rozpoznávání obrázků.

Osobně jsem zvědavý, jestli budoucí CPU skutečně vezme různé komponenty a smíchá je a porovná je pomocí EMIB nebo podobné technologie, aby změnila to, co považujeme za procesorový čip. Zajímá mě myšlenka, že systémy budoucnosti mohou používat spoustu různých jader - některé programovatelné (FPGA) a některé pevné (kombinace jak vlastních ASIC, tak tradičních CPU a GPU), aby společně dělaly věci, které zlepšují to, co technologie dokáže sama o sobě.