自從英特爾幾年前以167億美元的價(jià)格收購(gòu)Altera以來(lái)，FPGA產(chǎn)品組合的推出基本上是英特爾時(shí)代之前的產(chǎn)物。然而長(zhǎng)時(shí)間未有強(qiáng)有力的產(chǎn)品推出，致使Altera原有市場(chǎng)被賽靈思等主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手所蠶食。不過(guò)這幾年的時(shí)間，英特爾也并沒(méi)有閑著，而是在花時(shí)間和精力進(jìn)行與Altera的內(nèi)部技術(shù)整合。

2019.4.2號(hào)這一天，英特爾宣布了其首款完全由其獨(dú)立設(shè)計(jì)的FPGA，基于其內(nèi)部10nm工藝，使用全新Agilex命名。這一系列新產(chǎn)品將于今年晚些時(shí)候推出樣片，并在一個(gè)單一的平臺(tái)上提供模擬、數(shù)字、內(nèi)存、定制IO和eASIC變體的混合。

在新的Intel?Agilex?FPGA設(shè)備中包含的許多創(chuàng)新，包括了一個(gè)高帶寬、低延遲的計(jì)算快速鏈接(CXL)相干處理器接口IP。英特爾花了四年時(shí)間發(fā)展CXL規(guī)范,今年3月,英特爾加入了其他八個(gè)創(chuàng)始成員——阿里巴巴集團(tuán)、思科、戴爾EMC、Facebook、谷歌,惠普企業(yè)(HPE),華為和微軟，并宣布建立一個(gè)聯(lián)盟，共同開發(fā)CXL作為加速計(jì)算的開放互連技術(shù)，用于使用軟件驅(qū)動(dòng)的CPU和特制硬件加速器來(lái)加速計(jì)算密集型工作負(fù)載。

CXL同樣是一個(gè)開源的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，它提供了一個(gè)或多個(gè)主機(jī)處理器與其他子系統(tǒng)或設(shè)備(包括加速器、內(nèi)存緩沖區(qū)和智能I/O設(shè)備)之間的高性能連接。CXL基于PCI Express (PCIe) 5.0物理層基礎(chǔ)設(shè)施，旨在通過(guò)異構(gòu)處理和內(nèi)存系統(tǒng)解決高性能計(jì)算工作負(fù)載激增的問(wèn)題。人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)(AI/ML)、通信和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及高性能計(jì)算(HPC)的應(yīng)用都得益于CXL的一致性和內(nèi)存帶來(lái)的性能提升。

CXL互連協(xié)議運(yùn)行在PCIe 5.0 PHY之上，使用x16、x8和x4鏈路帶寬。CXL 1.0以32 GT/s的傳輸速率首次亮相，這意味著在每個(gè)方向傳輸速率為64 GB/s帶寬。CXL標(biāo)準(zhǔn)支持同一鏈接上的標(biāo)準(zhǔn)PCIe設(shè)備和CXL設(shè)備。

利用PCIe 5.0基礎(chǔ)設(shè)施使設(shè)備和平臺(tái)更容易采用CXL標(biāo)準(zhǔn)，而無(wú)需設(shè)計(jì)和驗(yàn)證新的高速物理層、描述新通道或開發(fā)新的通道擴(kuò)展設(shè)備(如retimer)。

CXL標(biāo)準(zhǔn)包括三個(gè)協(xié)議:

CXL?IO協(xié)議基于現(xiàn)有的PCIe協(xié)議，使用標(biāo)準(zhǔn)的PCIe功能，包括設(shè)備發(fā)現(xiàn)、配置、初始化、I/O虛擬化和直接內(nèi)存訪問(wèn)(DMA)。

CXL?緩存協(xié)議使用一個(gè)簡(jiǎn)單的響應(yīng)協(xié)議，允許連接的設(shè)備緩存從主機(jī)CPU內(nèi)存中獲得的數(shù)據(jù)。主機(jī)處理器使用cache-snoop消息來(lái)管理設(shè)備級(jí)緩存的數(shù)據(jù)的一致性。

CXL?內(nèi)存協(xié)議允許主機(jī)處理器以緩存一致的方式直接訪問(wèn)附加到其他CXL設(shè)備的內(nèi)存。CXL內(nèi)存事務(wù)由簡(jiǎn)單的加載/存儲(chǔ)組成。

而CXL?IO可以重復(fù)利用大部分PCIe軟件基礎(chǔ)設(shè)施與現(xiàn)有的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和系統(tǒng)軟件，驅(qū)動(dòng)程序和軟件將必然需要增強(qiáng)，以充分利用CXL緩存和CXL內(nèi)存能力。

需要指出的是，英特爾還強(qiáng)化了Agilex?FGPA 在人工智能方面的能力，可以支持Bfloat16/FP16、INT7/INT2、甚至其它低精度數(shù)字格式提供的強(qiáng)化支持。再結(jié)合內(nèi)部的可配置的DSP，可以實(shí)現(xiàn)最高40T FLOPS的AI性能。此外，在英特爾?OneAPI?戰(zhàn)略的管理下，Agilex?FGPA還可與英特爾的CPU、Nervana、Movidius的Myriad系列VPU一起工作。

目前英特爾提供了三個(gè)版本的Agilex?FGPA 產(chǎn)品組合：分別是F、I、M系列。Intel Quartus Prime軟件將于本月起支持新系列產(chǎn)品，不過(guò)F系列需要等到今年3季度才上市。

延伸閱讀：

英特爾新成立的CXL組織是個(gè)啥？

一個(gè)由技術(shù)公司組成的聯(lián)盟已經(jīng)形成了一個(gè)名為Compute Express Link的新標(biāo)準(zhǔn)，以在數(shù)據(jù)中心中央處理器（CPU）和加速器芯片之間提供超快速的互連。

其目的是提供突破性的數(shù)據(jù)中心性能，幫助計(jì)算機(jī)跟上物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代（IoT）數(shù)據(jù)的爆炸式增長(zhǎng)。

英特爾數(shù)據(jù)中心集團(tuán)執(zhí)行副總裁兼總經(jīng)理Navin?Shenoy在一篇博客文章中表示，CXL將消除CPU與數(shù)據(jù)中心專用加速器芯片之間的瓶頸。這是英特爾不僅將自己視為CPU公司，而且還是整個(gè)PC和服務(wù)器業(yè)務(wù)的牧羊人的一個(gè)例子。正如該公司在其最近的建筑日活動(dòng)中所說(shuō)，其重點(diǎn)是處理，架構(gòu)，內(nèi)存，軟件，安全性和互連。

新的Compute Express Link（CXL）將加速快速增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)工作負(fù)載，例如人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)，富媒體服務(wù)，高性能計(jì)算和云應(yīng)用程序。

“CXL是以數(shù)據(jù)為中心的計(jì)算的一個(gè)重要里程碑，將成為開放，動(dòng)態(tài)加速器生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，”英特爾技術(shù)計(jì)劃主管Jim Pappas在一份聲明中表示。?“就像英特爾共同創(chuàng)建的USB和PCI Express一樣，我們可以期待通過(guò)CXL標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)的新一輪行業(yè)創(chuàng)新和客戶價(jià)值。”

CXL規(guī)范1.0

該小組已批準(zhǔn)CXL規(guī)范1.0，該規(guī)范將改善CPU與其他設(shè)備（如二級(jí)處理器或加速器）之間的通信。它將為數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用程序的更高性能提供改進(jìn)的互連和更好的內(nèi)存一致性。

新的開放標(biāo)準(zhǔn)將有助于為高性能，異構(gòu)計(jì)算創(chuàng)建一個(gè)開放的加速器生態(tài)系統(tǒng)，鼓勵(lì)有興趣的會(huì)員公司和機(jī)構(gòu)加入。值得注意的是，英特爾的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手Advanced Micro Devices尚未成為該財(cái)團(tuán)的一部分。 CXL是一個(gè)開放的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，旨在支持?jǐn)?shù)據(jù)中心加速器和其他高速增強(qiáng)的開放式生態(tài)系統(tǒng)。 1.0規(guī)格現(xiàn)已上市。

“CXL是CCIX以及IBM的OpenCAPI和Nvidea的NVLink的直接競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，”Tirias?Research的分析師Kevin?Krewell說(shuō)。?“這是英特爾替代CCIX。 CXL和CCIX都使用PCIe作為底層電氣連接。不幸的是，有兩個(gè)直接競(jìng)爭(zhēng)的標(biāo)準(zhǔn)試圖做同樣的事情 - 將CPU和加速器（如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片，GPU和FPGA）連接在一個(gè)內(nèi)存相干協(xié)議中（PCIe不是一個(gè)連貫的接口）。

協(xié)議之爭(zhēng)，英特爾選擇自成一派

與CXL相似的標(biāo)準(zhǔn)組織有CCIX、OpenCAPI、Gen-Z Consortium（Gen-Z），這些標(biāo)準(zhǔn)組織也早在2016年已相繼成立，其中CCIX與CXL同為以PCIe標(biāo)準(zhǔn)為底層連接協(xié)議。就各協(xié)議現(xiàn)有成員來(lái)看，包括AMD、IBM、Xilinx、華為均有參與到各協(xié)議中，英偉達(dá)也有自家的NVLink，英特爾作為服務(wù)器CPU的主要玩家，卻并未在此前相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議初創(chuàng)名單之列，即使OpenCAPI聯(lián)盟也曾表示，歡迎英特爾的加入。

時(shí)隔三年，英特爾并未加入此前已有標(biāo)準(zhǔn)組織，而是選擇自己拉來(lái)微軟、阿里、思科、戴爾EMC、Facebook、谷歌、惠普、華為八家巨頭公司成立了CXL聯(lián)盟。英特爾數(shù)據(jù)中心集團(tuán)執(zhí)行副總裁兼總經(jīng)理Navin?Shenoy在其博文中表示，“雖然目前存在其他互連協(xié)議，但CXL在提供CPU/設(shè)備內(nèi)存一致性、降低設(shè)備復(fù)雜性，以及在單一技術(shù)中集成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的物理和電氣接口方面有獨(dú)特之處。”