Agilex FPGA，现代FPGA技术的核心力量
（文章来源：中华网）
agilex是agile(敏捷)和flexible(灵活)两个词语的结合体，而这两个特点也正是现代fpga技术最为核心的两大要点。英特尔在2015年时就承诺说未来会根据不同的客户需求提供不同点5的异构架构，包括：分立的cpu+fpga、封装集成的cpu+fpga、以及将intel cpu/fpga/arm三者进行管芯集成的fpga。
理由是显而易见的。通过集成，不但能够降低延时，提高效能和性能/瓦，更可以统一处理器和fpga之间的工具流程，为不同的性能需求提供更广泛的体系结构支持。4年之后，agilex fpga通过异构架构，实现了对不同制程工艺、不同逻辑单元之间的集成，在灵活性和定制化方面实现了突破。
根据英特尔2月份的基准测试，agilex在最大时钟速率(fmax)上比stratix 10提高了40%，而总能耗降低高达40%。此外，agilex还具有高达40 tflop的dsp性能(fp16配置)和92 top dsp性能(int8配置)。坦率的说，仅凭异构架构这一点，agilex fpga其实是无法实现上述性能指标的，那么，agilex fpga中还隐藏着哪些不为人知的“黑科技”呢？
为了确保性能的一致性，agilex fpga器件核心的fpga逻辑结构芯片同样采用了英特尔10纳米芯片制程技术构建，这也是目前世界上最先进的finfet制程技术之一。同时，agilex还融合了英特尔专有嵌入式多芯片互连桥接（emib）集成的3d 异构系统级封装（sip）技术，它提供了一种高性能、低成本的方法，有助于将chiplets和fpga逻辑结构芯片集成至相同的封装中。
agilex fpga的逻辑结构芯片采用了第二代英特尔hyperflex架构，除了与第一代架构一样，在整个核心结构中都使用额外的寄存器hyper-registers外，二代架构还提升了整体结构性能，同时最大限度地降低了功耗，其中最显著的一项改进是在超级寄存器中添加了高速旁路。
而chiplets是一种物理ip模块，可通过封装级集成方法和标准化接口集成其他chiplets。借助chiplets这种混合搭配模式，收发器数量不再受通道数量的限制。设计人员要想增加或减少收发器通道数量，只需添加所需的收发器chiplets即可，无需重新布局芯片以集成不同数量的通道。仅此一项，英特尔就将单个收发器通道的速度从58gbps提升到112gbps。
在数据中心里作为cpu的硬件加速器，用来加速深度学习的模型训练、金融计算、网络功能卸载等各类应用，是当前fpga的一个主要应用场景。但该领域亟待解决的核心问题之一，就是缓存一致性。换句话说，就是必须要明确cpu与硬件加速器之间的内存互联协议。
agilex fpga 支持各个层级的内存资源，包括通过专用接口提供的嵌入式内存资源、封装内内存和片外内存。该层级结构的第一层是嵌入式片上内存，包括mlab、块ram和esram，每种内存均可提供不同的容量，以满足不同的处理需求。此外，英特尔在设计中还使用sip技术将高带宽内存(hbm)直接集成至agilex fpga器件中，有助于缩减电路板尺寸和成本，简化与降低电源需求。
另一个值得关注的重点是agilex平台还集成了easic技术。这种集成easic芯片定制技术能够实现从fpga到结构化asic的迁移。换句话说，用户可以利用easic自身具备的可复用 ip 的自定义逻辑连续体，在整个产品生命周期内进行灵活优化，快速从fpga转移到asic。
全新硬件架构每一个数量级的性能提升，软件能相应带来两个数量级的性能提升。在新一代agilex fpga上，配套支持软件quartus prime可缩短硬件开发者30%的编译时间，内存利用率也提高了15%。同时，新一代的agilex fpga也纳入到one api的架构当中。
即将于今年第四季度推出的“oneapi”软件编程框架，，为软件开发者提供了单一源的异构编程环境，支持常见的性能库api、intel vtune和advisor等软件开发工具，能够将软件匹配到能最大程度加速软件代码的硬件上，用以简化包括fpga、cpu、gpu、人工智能和其它加速器在内的各种计算引擎的编程接口，降低各种架构和工作负载下的开发复杂性，加速六大技术支柱的大规模部署。
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