英特尔推出10nm FPGA 引爆智慧互联新世界

回顾2012年，整个通信行业都在期待4G浪潮的来临，4G时代曾提出连接全球50亿个物品，而5G时代更要构建1000亿海量连接世界，5G物联网云还将与云计算和大数据技术结合，使得整个社会充分智能化，将人类带到一个数字化的世界。

在数字化的联网世界里，数据也将呈现指数型增长。有资料显示，到2020年，平均每位互联网用户每天将会产生1.5GB数据流量，自动驾驶汽车每天将会产生4TB数据流量，联网飞机每天将会产生5TB数据流量，智能工厂每天将会产生1PB数据流量，云视频提供商每天将会生成750PB视频类的数据流量。(1PB=1024TB)

目前，全世界有80亿个终端联网，到2020年将会有500亿个终端联网，与此同时，未来联网设备将会需要更宽的带宽。

据思科预测，到2020年，联网IP流量将会达到2300EB(1EB=1024PB)。这时，数据中心会与终端连接，形成一个良性循环，而物联网的发展将会加速这一循环，使得网络将必须在更高的速度上处理更多数据，数据中心也需要做更复杂的计算，处理更大的数据级，嵌入式终端和设备也要做很多本地计算。另外，数据中心还需要应对更多具有挑战性的负载，例如大数据分析和机器学习，这又将会在整个循环中产生很多数据瓶颈和计算热点，这些均使得CPU无法单独应对。

那么面对上述问题人类又该如何应对呢？正是为了解决这些问题，才有了FPGA（Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）的应运而生。近日，“英特尔精尖制造日”在北京举办。在英特尔可编程解决方案事业部媒体见面会上，可编程解决方案事业部副总裁兼客户体验事业部总经理Rina Raman女士通过一系列数据及真实案例，分享了英特尔FPGA取得的成就。

FPGA的优势在于，利用FPGA系统设计不会被锁定，开发时间大大缩短，相比一些专用硬件来说也更具灵活性。Rina Raman介绍说，目前英特尔FPGA针对目前应用最早、转型最厉害的六个全球市场，即5G无线通讯、雷达、航天、网络、云计算、智慧城市和无人驾驶车辆。无论哪个市场，实际上它们都面临着同样的挑战，就是连接的数量以及计算的复杂度都在不断地增长。

以5G为例，目前整个行业都在朝着5G通讯时代迈进，5G时代构建的海量连接世界将需要更大的带宽，更复杂的数字信号处理能力。但是目前5G的标准并没有最终确定，所以我们无从得知5G把消费者和物联网的终端连接到云以后会出现怎样的用力。Rina Raman谈到，目前英特尔处在一个非常独特的位置，能够帮助客户应对5G所带来的挑战，如固定功能和软件、硬件、可编程的终端，还有端到端的解决方案，在整个良性循环中的每一节点，都需要一个成熟的解决方案。针对5G网络，英特尔FPGA可加速MIMO天线的计算和基带的信号处理、安全，还有其它一些可能会制约发展的网络功能。

除了直接采用FPGA的产品，CPU+FPGA架构也是业界用得非常多的一种搭配。英特尔CPU+FPGA就能取代这些专有架构，并提供本地计算、连接和分析的能力，只需要通过加速几个关键的功能就能实现。

值得一提的是，用户可以将众多数据孤岛放到一个单一的英特尔架构上，搭配FPGA环境以及5G网络。这样可以大幅降低开发成本以及错误率，同时具备数据分析和机器学习的能力，由此便可以全面了解网络所产生的数据究竟可以带给客户什么，从而帮助客户做出更加明智的决定。

FPGA对异构计算及架构来说无疑是至关重要的。我们可以将FPGA想象成一种先进的多功能加速，一方面为编程带来最大的灵活性，支持高度差异化产品；另一方面还可以在现场进行重新配置，虚拟加速任何数字的算法，且支持并行运算。因此FPGA特别适合未来计算的世界，更重要的是其性能从吞吐量、实施的速度和能耗的角度来说，都比CPU或GPU优异十倍。

FPGA在异构计算中具体有两种加速形式，即旁路加速和内建加速。旁路加速可以将重度计算功能转移到FPGA上，从而释放处理器去处理其他功能；而如果时延比较重要，则可以进行内建加速，从而通过FPGA的多功能性带来更好的网络存储和计算的加速。另外，英特尔FPGA产品在数据库加速、基因测序、存储及云端已经有具体的应用，并且达到了很好的效果。

Altera并入英特尔并成为英特尔PSG事业部，获得了英特尔领先业界三年的制程技术，并带来更大的容量和更快的速度。据悉，最新的STRATIX10高端芯片已经有样片，ARRIA10产品也在全面生产，而CYCLONE10和MAX10已经可以大量出货。

下一代基于英特尔10nm制程的新FPGA产品——FalconMesa，使用英特尔10nm制程及世界最先进的FINFET技术，也是第二代使用HyperFlex和基于EMIB异构SIP(EMIB是英特尔的接口规范)的产品。新产品会支持下一代HBM，转换速率达112Gbps，还支持PCIe 4x16，从而可以支持16TB的大带宽。