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      FPGA的獨特性與靈活性在智能化連接領域中扮演著極具差異化優勢的角色

      2018年10月29日 17:48 ? 次閱讀

      例如在體育賽事和電腦游戲活動直播不斷風靡的推動下,4K視頻和H.265編碼算法迎來大發展,傳統CPU開始難以應對所需的幀速率。與此類似,人工智能也正通過將海量數據用于培訓神經網絡,供其學習和識別數據中的模式,再被用于圖像識別、自動駕駛、搜索優化和自然語言翻譯等多種不同應用。在這兩大領域中,數據中心越來越多地使用專用加速器來實現對用戶查詢的低延遲響應。

      Intel: 我們支持ARM內核

      英特爾(Intel)公司全球副總裁兼中國區總裁楊旭在2016年11月舉辦的英特爾SoC FPGA開發人員論壇(ISDF)上,再一次向業界做出包括投資新的FPGA和SoC FPGA產品路線圖、支持更長的產品生命周期、繼續為客戶提供一流的服務與支持、以及繼續支持Altera SoC FPGA中ARM內核在內的四大承諾。

      他表示,當今技術正在不斷“打破數字世界與真實世界之間的藩籬”,Intel內部將物、設備與云之間的關系稱為“增長的良性循環”,一系列的技術通過這個循環增強了它們的價值,也促使英特爾不斷調整自身戰略。而FPGA的獨特性與靈活性在智能化連接領域中扮演著極具差異化優勢的角色,這也是為什么Intel愿意斥資167億美元收購 Altera的根本原因。

      根據規劃,英特爾下一代FPGA和SoC FPGA產品的發展路線圖將分為低中高三個產品平臺(圖1),并支持Intel架構(IA)集成。其中低端產品主要應用于工業IoT、汽車和小區射頻領域,采用英特爾22nm工藝技術;中端產品主要應用于4.5G/5G無線、UHD/8K廣播視頻、工業IoT和汽車領域,采用英特爾10nm工藝技術;高端產品主要應用于云和加速、太比特系統、高速信號處理領域,采用英特爾10nm工藝技術。

      FPGA的獨特性與靈活性在智能化連接領域中扮演著極具差異化優勢的角色

      圖1:英特爾下一代FPGA和SoC FPGA發展路線圖

      英特爾承諾會根據不同的客戶需求提供不同的異構架構,包括:分立的CPU+FPGA、封裝集成的CPU+FPGA、以及將Intel CPU/FPGA/ARM三者進行管芯集成的FPGA。

      作為目前英特爾性能最為強勁的FPGA產品,Stratix 10 FPGA/SoC FPGA系列的所有型號都采用異構3D SiP集成技術,通過使用Intel專用嵌入式多管芯互聯橋接(EMIB)技術將高密度單片FPGA內核邏輯、高速串行收發器和協議塊集成在一起。此外,該系列也是第一款采用HyperFlex新體系結構的器件。通過在所有內核互聯布線段上引入寄存器,StraTIx 10系列能夠有效減少布線延時,提升整體性能。

      Xilinx:可重配置加速堆棧提升2-6倍計算效率

      作為FPGA技術的發明者,賽靈思(Xilinx)公司過去幾年在數據中心應用中取得了巨大發展。賽靈思戰略與市場營銷部高級副總裁Steve Glaser提供的相關資料顯示,目前全球七大超大規模云服務公司中已有3家采用了賽靈思FPGA,其中百度已于2016年10月宣布設計出賽靈思UltraScale FPGA池,以加速機器學習推斷;2016年5月,賽靈思攜手AMD、ARM、華為、IBM、Mellanox和高通共同成立智能高速緩存一致性互聯標準(CCIX)聯盟,5個月后成員數量已激增為成立之初的3倍;11月,賽靈思發布采用高帶寬存儲器(HBM)和CCIX技術的最新16nm Virtex UltraScale+ FPGA產品,在將存儲器帶寬提升20倍的同時,還將單位比特功耗降低4倍。

      然而,FPGA一直存在編程難的問題,而且需要相關人員同時具備軟硬件技能。為了更好地滿足新興市場需求,繼2014年發布針對FPGA加速的SDAccel軟件定義開發環境后,賽靈思于2016年底針對超大規模數據中心領域發展最快的三大計算密集型應用:機器學習、數據分析和流媒體視頻直播,推出可重配置加速堆棧。

      這意味著賽靈思提供的將不止是FPGA芯片,還包括優化的數學函數庫與應用函數庫(如用于機器學習的Caffe)、軟件框架實現方案、支持OpenCL和C/C++等高級語言的工具、便于配置和管理的 Openstack支持,以及預期的加速器板參考設計。賽靈思云計算戰略市場開發總監Andy Walsh稱,通過賽靈思FPGA,該可重配置加速堆棧方案提供了比x86服務器CPU高40倍,比競爭型FPGA方案高6倍的業界最高計算效率。通過切換至最佳設計比特流,對這些工作負載的優化僅需毫秒級即可完成。

      “一個加速器在某項特定工作負載下可能很快,但還必須要看它能否能降低數據中心的整體運營成本。”Andy Walsh解釋說,加速技術的總擁有成本有兩大決定性因素:加速器可支持的應用廣度,以及加速器如何能夠針對這些應用方便高效地配置和池化,從而確定加速器的利用率。

      圖2列出了用于加速數據中心工作負載的不同可選方案:CPU、定制ASICGPU和 FPGA。在Andy Walsh看來,GPU和定制ASIC雖然也采用池化配置部署以提高利用率,但二者都不能支持廣泛的應用。由于缺乏可重配置性,二者也只能支持與其固定硬件架構相匹配的工作負載。此外,創建定制ASIC所帶來的巨大的設計投入、設計風險和和設計成本,使其相比FPGA十分不劃算,缺乏經濟性。

      至于Intel提出的集成式CPU-FPGA設計的戰略,他認為該方案限制了應用的廣度和加速器的利用率,使其進入了“無人區(no man’s land)”。這種CPU+FPGA的器件受功耗密度的限制,通常限制FPGA只能是中低端器件和有限的工作負載。FPGA集成在CPU套件中,也會限制池化加速器的能力,從而大幅降低其利用率。

      FPGA的獨特性與靈活性在智能化連接領域中扮演著極具差異化優勢的角色

      圖2:用于加速數據中心工作負載的不同方案在應用廣度與利用率上的區別

      “Altera強調浮點精度DSP,這與包括機器學習推斷在內的眾多應用并不匹配,而且遠低于針對訓練優化的GPU的計算效率。”Andy Walsh說,就計算效率而言,賽靈思FPGA比Altera獨立FPGA高出2-6倍,相比Intel集成式MCM利用率則大幅提升,其優勢源于出色的DSP架構、存儲器層級結構和芯片技術的領先地位。

      FPGA的獨特性與靈活性在智能化連接領域中扮演著極具差異化優勢的角色

      圖3:用于加速數據中心工作負載的不同方案在利用率與計算效率上的區別

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      發表于 2018-10-23 16:38 ? 129次閱讀
      英特爾CPU+FPGA的AI芯片技術布局,或將替...

      英特爾官方辟謠10納米處理器終止開發謠言 并稱執...

      針對媒體報導10納米處理器Cannon Lake已經終止開發,英特爾周一推文澄清報導不實,并稱目前執...

      發表于 2018-10-23 15:39 ? 427次閱讀
      英特爾官方辟謠10納米處理器終止開發謠言 并稱執...

      英特爾為何陷入重大危機之中

      三星等電腦廠商,開始拋棄英特爾,使用高通的處理器,這給英特爾前景蒙上了一層陰影。

      發表于 2018-10-23 15:32 ? 748次閱讀
      英特爾為何陷入重大危機之中

      ARM攜手英特爾消除物聯網擴展障礙

      ARM全力向物聯網挺進,希望在萬物互聯的時代,打造一個更加智能和更具聯網特性的平臺,更是聯合英特爾,...

      發表于 2018-10-23 15:18 ? 482次閱讀
      ARM攜手英特爾消除物聯網擴展障礙

      AI賽道上競爭對手如狼似虎,老將英特爾必須謹慎前...

      半導體硅片啟動了電子和計算機化的革命,而在我們互聯的數字世界里,硅集成電路(IC)幾乎支撐著當前我們...

      發表于 2018-10-23 14:59 ? 574次閱讀
      AI賽道上競爭對手如狼似虎,老將英特爾必須謹慎前...

      國外玩家使用各種方式將i9-9900K處理器溫度...

      相比去年的八代酷睿,英特爾的九代酷睿處理器繼續增加核心數,彌補了多核性能與AMD銳龍的差距,同時單核...

      發表于 2018-10-23 11:21 ? 212次閱讀
      國外玩家使用各種方式將i9-9900K處理器溫度...

      三星倒戈高通,咬走英特爾PC芯片大蛋糕

      在移動芯片時代,英特爾完敗給了美國高通公司,不過在電腦處理器領域仍然是霸主。不過,近期英特爾電腦處理...

      發表于 2018-10-23 10:51 ? 544次閱讀
      三星倒戈高通,咬走英特爾PC芯片大蛋糕

      英特爾危機重重:三星等PC廠商“倒戈”高通CPU

      在移動芯片時代,英特爾完敗給了美國高通公司,不過在電腦處理器領域仍然是霸主。不過,近期英特爾電腦處理...

      發表于 2018-10-23 10:33 ? 402次閱讀
      英特爾危機重重:三星等PC廠商“倒戈”高通CPU

      通過LPM_ROM模塊和VHDL語言為核心設計多...

      以FPGA芯片為載體, 通過QuartusII 的LPM_ROM 模塊和VHDL 語言為核心設計一個...

      發表于 2018-10-23 10:05 ? 772次閱讀
      通過LPM_ROM模塊和VHDL語言為核心設計多...

      為什么英特爾要將至強CPU與FPGA加以結合?

      就目前的技術指標而言,我們只能給出有限的猜測性結論。Altera公司很可能負責相關FPGA芯片的制造...

      發表于 2018-10-23 10:01 ? 327次閱讀
      為什么英特爾要將至強CPU與FPGA加以結合?

      英特爾與ARM共建物聯網愿景,安全實現“萬物聯云...

      物聯網正從最初的概念驗證部署過渡到一個新的發展階段,據行業分析師預計,到2035年全球將部署1萬億臺...

      發表于 2018-10-23 09:15 ? 426次閱讀
      英特爾與ARM共建物聯網愿景,安全實現“萬物聯云...

      英特爾陷入怎樣的電腦芯片產能危機

      英特爾近期出現了電腦芯片產能危機,導致許多新品采用了競爭對手AMD的處理器,有行業分析師甚至預測,A...

      發表于 2018-10-23 08:46 ? 403次閱讀
      英特爾陷入怎樣的電腦芯片產能危機

      在Vivado中新建IO Planning工程來...

      在Vivado中新建IO Planning工程來初步引腳分配,這樣會大大提高開發效率 在這里,你可...

      發表于 2018-10-22 17:12 ? 256次閱讀
      在Vivado中新建IO Planning工程來...

      小米正式發布15.6英寸白色青春版筆記本,搭載英...

      小米筆記本15.6英寸白色青春版此次依舊在外觀上采用了無logo設計,配合金屬上蓋,給人一種落落大方...

      發表于 2018-10-22 16:58 ? 257次閱讀
      小米正式發布15.6英寸白色青春版筆記本,搭載英...

      Xilinx助力計算平臺滿足CNN的嵌入式AI要...

      隨著智能安全、機器人或無人駕駛汽車等應用越來越依靠嵌入式人工智能技術來提高性能,交付全新的用戶體驗,...

      發表于 2018-10-22 16:03 ? 299次閱讀
      Xilinx助力計算平臺滿足CNN的嵌入式AI要...

      英特爾推出一款技術學習實驗室,利用VR進行學員技...

      英特爾宣布推出一款技術學習實驗室,這款實驗室被裝載在一個定制的移動集裝箱卡車上,配備VR演示站、強大...

      發表于 2018-10-22 15:29 ? 112次閱讀
      英特爾推出一款技術學習實驗室,利用VR進行學員技...

      基于循環前綴的非數據輔助估計算法研究與FPGA實...

      提出了一種基于循環前綴的符號同步算法。此算法在最大似然估計的基礎上加以改進,簡化了符號同步中相關運算...

      發表于 2018-10-22 14:55 ? 240次閱讀
      基于循環前綴的非數據輔助估計算法研究與FPGA實...

      淺析5G產業鏈國產化的機遇與挑戰

      相較4G,5G無線網絡架構將發生重大變化。從功能上看,5G通信收發系統仍將大致分為天線單元、射頻單元...

      發表于 2018-10-22 11:54 ? 1083次閱讀
      淺析5G產業鏈國產化的機遇與挑戰

      TMP411 ±1°C Programmable...

      TMP411設備是一個帶有內置本地溫度傳感器的遠程溫度傳感器監視器。遠程溫度傳感器,二極管連接的晶體管通常是低成本,NPN或PNP型晶體管或二極管,是微控制器,微處理器或FPGA的組成部分。 遠程精度為±1 °C適用于多個設備制造商,無需校準。雙線串行接口接受SMBus寫字節,讀字節,發送字節和接收字節命令,以設置報警閾值和讀取溫度數據。 TMP411器件中包含的功能包括:串聯電阻取消,可編程非理想因子,可編程分辨率,可編程閾值限制,用戶定義的偏移寄存器,用于最大精度,最小和最大溫度監視器,寬遠程溫度測量范圍(高達150°C),二極管故障檢測和溫度警報功能。 TMP411器件采用VSSOP-8和SOIC-8封裝。 特性 ±1°C遠程二極管傳感器 ±1°C本地溫度傳感器 可編程非理想因素 串聯電阻取消 警報功能 系統校準的偏移寄存器 與ADT7461和ADM1032兼容的引腳和寄存器 可編程分辨率:9至12位 可編程閾值限...

      發表于 2018-09-19 16:35 ? 8次閱讀
      TMP411 ±1°C Programmable...

      TMP468 具有引腳可編程的總線地址的高精度遠...

      TMP468器件是一款使用雙線制SMBus或I 2 C兼容接口的多區域高精度低功耗溫度傳感器。除了本地溫度外,還可以同時監控多達八個連接遠程二極管的溫度區域。聚合系統中的溫度測量可通過縮小保護頻帶提升性能,并且可以降低電路板復雜程度。典型用例為監測服務器和電信設備等復雜系統中不同處理器(如MCU,GPU和FPGA)的溫度。該器件將諸如串聯電阻抵消,可編程非理想性因子,可編程偏移和可編程溫度限值等高級特性完美結合,提供了一套精度和抗擾度更高且穩健耐用的溫度監控解決方案。 八個遠程通道(以及本地通道)均可獨立編程,設定兩個在測量位置的相應溫度超出對應值時觸發的閾值。此外,還可通過可編程遲滯設置避免閾值持續切換。 TMP468器件可提供高測量精度(0.75°C)和測量分辨率(0.0 625°C)。該器件還支持低電壓軌(1.7V至3.6V)和通用雙線制接口,采用高空間利用率的小型封裝(3mm×3mm或1.6mm×1.6mm),可在計算系統中輕松集成。遠程結支持-55°C至+ 150°C的溫度范圍。 特性 8通道遠程二極管溫度傳感器精度:±0.75&...

      發表于 2018-09-18 16:05 ? 4次閱讀
      TMP468 具有引腳可編程的總線地址的高精度遠...
      上海快3开奖走势图
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