在近日于硅谷舉辦的英特爾 On 技術(shù)創(chuàng)新峰會(huì)上，英特爾預(yù)先展示了代號(hào)為 Sundance Mesa 的英特爾AgilexFPGA 和 SoC 家族新品。該系產(chǎn)品采用英特爾AgilexFPGA 家族早期產(chǎn)品的多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，為邊緣應(yīng)用、嵌入式應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用帶來(lái)出色的能效表現(xiàn)。

這些技術(shù)上的進(jìn)步，使新產(chǎn)品具有外形規(guī)格更小、功耗已優(yōu)化等特性，因此適用于多種應(yīng)用，包括工業(yè)、廣播、汽車(chē)、通信、消費(fèi)、測(cè)試和測(cè)量以及醫(yī)療市場(chǎng)的不同工作負(fù)載。這一英特爾 Agilex FPGA 和 SoC 家族新品采用英特爾 7制程工藝、單體結(jié)構(gòu)和數(shù)項(xiàng)新架構(gòu)特性，可提供更低功耗水平和更小外形規(guī)格。

新品承襲了英特爾 Agilex FPGA 早期產(chǎn)品多項(xiàng)重要的架構(gòu)特性，包括采用了第二代英特爾 Hyperflex FPGA 架構(gòu)。在該架構(gòu)下，整個(gè) FPGA 布局采用的是 Hyper-Register。這些寄存器能夠幫助英特爾 Quartus Prime 軟件大幅提升英特爾 Agilex FPGA 邏輯結(jié)構(gòu)中實(shí)例化設(shè)計(jì)的性能，并降低其功耗。

這一英特爾 Agilex FPGA 和 SoC 家族新成員的架構(gòu)設(shè)計(jì)能夠帶來(lái)多種可調(diào)整和可擴(kuò)展的功能。它們將高能效的英特爾 Agilex FPGA 邏輯結(jié)構(gòu)與豐富的知識(shí)產(chǎn)權(quán) (IP) 模塊和多種連接選擇相結(jié)合，其中就包括可支持 28.1 Gbps 數(shù)據(jù)速率和 PCIe 4.0 接口協(xié)議的高速收發(fā)器。

新品同時(shí)還支持 DDR4、LPDDR4、DDR5 和 LPDDR5 SDRAM 內(nèi)存，輸出電壓范圍在 1.05 V 與 3.3 V 之間的通用 I/O，以及配備基于多核 Arm Cortex CPU 的硬核處理器系統(tǒng) (HPS)。在硬核處理器系統(tǒng)中，兩個(gè) Arm Cortex-A76 處理器內(nèi)核最高頻率為 1.8 Ghz，兩個(gè) Arm Cortex-A55 處理器內(nèi)核最高頻率為 1.5 GHz。處理器內(nèi)核可通過(guò) Arm 的 DynamIQ 多核處理器技術(shù)實(shí)現(xiàn)耦聯(lián)，將 Arm Cortex-A76 CPU 和 Cortex-A55 CPU 結(jié)合起來(lái)構(gòu)成 FPGA 的首個(gè)非對(duì)稱 Arm 應(yīng)用處理器集群，為邊緣應(yīng)用帶來(lái)更低的功耗和更好的性能。

此外，客戶還可以通過(guò)使用功能安全 (FuSa) 技術(shù)和集成式安全設(shè)備管理器 (SDM) 打造安全可靠的系統(tǒng)，在單一 FPGA 家族中提供高級(jí)安全功能。

這些英特爾 Agilex FPGA 和 SoC 新品的 FPGA 邏輯結(jié)構(gòu)中加入了采用 AI 張量模塊的增強(qiáng)型數(shù)字信號(hào)處理 (DSP) 功能模塊。該模塊承襲了英特爾 Agilex FPGA 家族早期產(chǎn)品配備可變精度 DSP 模塊，支持多種 AI 工作負(fù)載的設(shè)計(jì)。除此之外，新品還增加了源自英特爾 Stratix 10 NX FPGA 所用張量模塊的特性。采用 AI 張量模塊的增強(qiáng)型 DSP 具備兩種重要的新操作模式：面向 AI 的張量處理模式和可支持 FFT 濾波器和復(fù)數(shù) FIR 濾波器等信號(hào)處理應(yīng)用的復(fù)數(shù)運(yùn)算模式。

第一種模式利用 INT8 張量模式實(shí)現(xiàn) AI 增強(qiáng)，該模式可在采用 AI 張量模塊的增強(qiáng)型 DSP 中提供 20 次 INT8 乘法運(yùn)算，與英特爾 Agilex FPGA 家族早期成員相比，INT8 計(jì)算密度提高了 5 倍。張量模式使用雙列張量結(jié)構(gòu)，同時(shí)具備 INT32 和 FP32 級(jí)聯(lián)和累加兩種能力，并且還支持塊浮點(diǎn)指數(shù)，可提升推理準(zhǔn)確性和低精度訓(xùn)練效果。除此之外，可變精度 DSP 功能模塊中的 AI 功能也得到了增強(qiáng)。當(dāng)前，張量模式已從 4 個(gè) INT9 乘法器升級(jí)到 6 個(gè) INT9 乘法器。這種模式對(duì)以 AI 為中心的張量數(shù)學(xué)運(yùn)算和各種 DSP 應(yīng)用都非常有用。

第二種新模式是復(fù)數(shù)運(yùn)算模式，可在進(jìn)行復(fù)數(shù)乘法運(yùn)算時(shí)將張量模塊的性能提高一倍。以往進(jìn)行復(fù)數(shù)乘法運(yùn)算時(shí)通常需要兩個(gè) DSP 模塊，但這一英特爾 Agilex FPGA 和 SoC 家族新品卻可以在一個(gè)采用 AI 張量模塊的增強(qiáng)型 DSP 內(nèi)進(jìn)行 16 位定點(diǎn)復(fù)數(shù)乘法運(yùn)算。

英特爾 軟件工具將更具易用性，可進(jìn)一步優(yōu)化 AI 資源的功耗與占用面積。這是 FPGA 行業(yè)中目前非常少見(jiàn)的一鍵式單一工作流，不僅能夠整合針對(duì)特定吞吐量和時(shí)延目標(biāo)的 AI 框架（例如 TensorFlow 和 PyTorch），還可以創(chuàng)建自定義大小的推理 IP。

由于這一新品的主要側(cè)重點(diǎn)是為工業(yè)和視頻影像領(lǐng)域提供支持，因此其產(chǎn)品特性中增加了數(shù)個(gè)硬化連接接口。時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò) (TSN) 控制器可支持工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的確定性時(shí)延要求，而 MIPI PHY 接口可支持日益增長(zhǎng)的帶寬需求，便于同最新圖像傳感器連接。

新英特爾 Agilex FPGA 和 SoC 產(chǎn)品采用英特爾 7 制程工藝打造而成，可以在 0.75 V 固定內(nèi)核電壓下運(yùn)行，或者也可以通過(guò)英特爾 SmartVID 啟用可變調(diào)諧模式以進(jìn)一步降低整體功耗。另外，這一英特爾 FPGA 和 SoC 家族新成員還實(shí)現(xiàn)了電源島和電源門(mén)控。

憑借這些架構(gòu)和制程工藝上的創(chuàng)新，全新英特爾 Agilex FPGA 和 SoC 家族產(chǎn)品與前幾代 FPGA 相比，能夠在降低整體功耗的同時(shí)實(shí)現(xiàn)更高性能。

此外，英特爾先進(jìn)的制造能力可以保障供貨彈性，有望為客戶提供更理想的交貨周期，使供應(yīng)鏈可預(yù)測(cè)。當(dāng)前，英特爾正通過(guò)英特爾 Quartus Prime Pro 平臺(tái)提供全系新品的使用權(quán)限，藉此進(jìn)一步鼓勵(lì)工程師社群免費(fèi)試用這些新品。

審核編輯 ：李倩