英特尔晒出FPGA全家桶：高端已大量出货，中端Q4提供样品，低功耗系列即将推出

芯东西（公众号：aichip001）

作者 |   ZeR0

编辑 |   漠影

芯东西 11 月 15 日报道，在周二举办的 2023 英特尔 FPGA 中国技术日上，英特尔披露了 Agilex   3 系列、Agilex   5 系列等多款 FPGA 产品细节及其早期验证计划，其最新 FPGA 产品路线图如下：

1）英特尔 Agilex   3 FPGA 系列：外形小巧，在功耗和成本上进行了大幅优化，且拥有广泛的 I/O 支持。即将推出的 Agilex 3 B 系列 FPGA 面向电路板和系统管理，包括服务器平台管理（PFM）应用；C 系列 FPGA 针对一系列复杂可编程逻辑设备（CPLD）和 FPGA 应用提供更多功能以用于垂直市场领域。

2）英特尔 Agilex 5 FPGA 系列：采用第二代英特尔 Hyperflex   FPGA 架构和 Intel 7 制程工艺，对晶体管的每瓦性能进行了优化，能耗出色；采用英特尔上一代高端产品中嵌入的业界首个针对 AI 优化的模块，并将其扩展至 Agilex 5 FPGA 的中端产品中。Agilex 5 E 系列 FPGA 在功耗和尺寸上进行了优化，将于第四季度起逐步向早期体验客户提供样品，并将推出优化的 FPGA AI 套件软件支持，明年第一季度将开始大批量交付工程样品与提供相关设计软件。

3）英特尔 Agilex   7 FPGA 系列：采用 CXL 提高带宽和连接性能，并借助 HBM 加快内存访问速度，具有性能功耗比优势的 Agilex 7 M、F 和 I 系列 FPGA 现已上市。Agilex 7 FPGA R-Tile 相较于其他同类 FPGA 产品，其每个端口的 PCIe 5.0 带宽速度提高了 2 倍，CXL 带宽提高了 4 倍，现已大量出货。

英特尔今年计划推出15 款FPGA 产品，现在已经达到 11 款。

此前英特尔宣布其可编程解决方案事业部（PSG）预计将于 2024 年 1 月 1 日开始独立运营，英特尔预计将在 2024 年第一季度财报中，将 PSG 作为一个独立的业务部门进行报告。对此，在接受媒体采访时，英特尔可编程方案事业部副总裁兼网络业务部总经理 Mike Fitton 博士作了补充说明，PSG 的拆分独立不会是一件 " 赶时间 " 的事情，不是说到明年上半年突然就变成一家独立公司，而是会在未来两三年间逐步完成。

大会期间，英特尔还全面分享了其最新 FPGA、结构化 ASIC 产品及解决方案如何应对人工智能（AI）等行业挑战，并解析英特尔如何推动 FPGA 产品和技术创新。

英特尔 PSG 中国区总经理叶唯琛博士谈道：" 在新场景、新应用海量增长的驱动下，中国本地市场对于 FPGA 产品的需求也在日益多元化和快速扩展。我们始终致力于以中国客户的实际需求为导向，基于领先的 FPGA 产品和软件为各行业提供全场景的解决方案。"

一、主攻三大关键市场，FPGA 更易于开发定制 AI 解决方案

英特尔可编程方案事业部副总裁兼网络业务部总经理 Mike Fitton 博士谈及 PSG 拆分上市的情况，称 PSG 将在未来两三年逐步成为一家由英特尔控股的独立公司，并在未来几年走向 IPO。

这将使得 PSG 能够专注于新的创造，也可以拥有更加具有弹性的供应链，同时能获得来自英特尔的协同效应，变得更加灵敏、更好支持客户需求。另外，英特尔希望通过这样的拆分，可以使英特尔股东价值得到最大化的回报。

" 虽然我们之前说过它未来会被拆分，但我们还是会和 CXL、接口、至强之间有很强的连接性，受到英特尔生态网络的支持。" 他谈道。

除了芯片创新外，英特尔 FPGA 的创新还涉及支持的 IP、软件和整个系统。

Mike Fitton 特别提到 FPGA 对于 AI 解决方案的价值，由于 FPGA 的 I/O 可配置性非常高，有助于边缘应用灵活互连，从数据预处理到后处理，都可以针对 AI 进行预先部署，尤其适用于支持小批量的实时 AI。英特尔 FPGA 的优势是具有很强的灵活性、精准度更高、可扩展性更高，能够降低功耗和总拥有成本，加快 FPGA 上市速度。

未来 AI 将更多从云向边缘迁移，而 FPGA 产品可以扮演一个非常重要的角色，因为它本身就已经在边缘端，可以更加实时去处理更小批量的量级，而且具有低延迟的特点，可以在边缘端直接收集到数据再进行 AI 训练、AI 推理，能够支持任何新型神经网络快速部署。

从软件的角度，英特尔希望实现更快的模拟和编译速度，同时还需以 IP 为中心的流程，将 AI、C 转换为 RTL、RISC-V 和 Arm 工具套件，就像添加 IP 一样简单，这些都能与英特尔至强 CPU 实现全栈连接。据 Mike Fitton 分享，相比市场上其他可行的 FPGA，英特尔 FPGA 的速度要快一个量级，有助于降本增效。

数据中心、网络、嵌入式是 FPGA 的三大关键市场领域。下图是英特尔 FPGA 在数据中心中的应用，IPU 是 FPGA 基础设施处理单元，就像 " 服务器中的服务器 "，与至强搭配使用，能够提供更多的功能和性能。

最后，Mike Fitton 谈道，英特尔 FPGA 的供应链加速周期是可预测的，所有相应设备到今年第四季度可以达到 16 周或更短的时间；原型设计也更加敏捷，几周内将有超过 80 个器件出货；预计将产品的供应生命周期延长至 2035 年。

二、详解高、中、低端产品组合分工，用芯粒架构满足高性能需求

英特尔可编程方案事业部 FPGA 芯片产品营销高级总监 Lux Joshi 分享了英特尔的一些方法如何满足当前的行业趋势和所需功能。

首先是基于芯粒的异构集成，能够快速集成新功能，并能支持任何制程节点、代工服务或 IP，以适应不断变化的标准、层出不穷的工作负载、对更高性能和更高功效的旺盛需求。

其次是DDR，拥有更高的内存带宽和集成内存的新选项，并支持全新的内存接口，以跟上数据激增、每一级拥有更多存储方案和带宽趋势的步伐。

第三是大幅提升 FPGA 易用性，面对日益复杂的 FPGA 设计和工作负载加速，提供更简便的 FPGA 开发、AI 和工作负载加速工作流、开放式加速生态系统。

Lux Joshi 总结了英特尔 Agilex 系列 FPGA 产品组合的 3 个主要特点：全面、优化、统一。更加灵活、便捷以及非常优秀的每瓦性能，还有更低的 TCO，这些都是 FPGA 与生俱来的优势。

其中，高端产品英特尔 Agilex 7 基于芯粒架构，采用英特尔 10nm SuperFin 制程；中端产品英特尔 Agilex 5 是单体式 FPGA 芯片，采用 Intel 7 制程。Agilex 7 和 9 已经开始出货。

英特尔 Agilex 7 的逻辑结构性能功耗比，对比竞争性 7nm 节点 FPGA，提升约 2 倍。

Agilex 7 有多个系列：F 系列进行了灵活性优化，DSP 支持 FP16、BFLOAT16、整数模式；I 系列进行了互连带宽优化，拥有更高的 I/O 和处理器 I/F 带宽；M 系列性能更高，实现了最高内存带宽，超过 1Tbps，在支持 HBM 的 FPGA 中 DSP 计算密度行业领先。所有 Agilex 7 产品会在今年年底完成所有密度规格的出货。

AI 应用的客户需要高带宽互连，希望有更加优化的互连解决方案。而基于 Agilex 7 的 IPU，可以加快数据流以及对这些数据进行预处理，使得后端更有效加速 AI 工作负载。

英特尔 Agilex 5 是首批支持 LPDDR4、LPDDR5（ DDR4、DDR5）的 FPGA、首批配备 AI 张量块的中端 FPGA，拥有首个非对称多核应用处理器系统（2x Arm A76、2x   Arm A55），可提升在边缘端 AI 推理能力。其 E 系列进行了功耗和尺寸优化，对比 16nm 竞品，性能功耗比提升 1.6 倍；D 系列进行了性能优化，对比 7nm 竞品，性能功耗比提升 2 倍。

即将推出的英特尔 Agilex 3 已经进行客户前期测试，注重低功耗、成本优化，其 B 适用于平台、板卡、系统管理等；C 系列拥有广泛的功能集，能够适应各种低功耗、成本优化的 CPLD 和 FPGA 应用的需求。

英特尔提供自定义逻辑组合，包括 FPGA、结构化 ASIC 和 ASIC。其中 FPGA 上市速度最快、灵活度最高，ASIC 能实现更低功耗、更低单位成本和更高性能，结构化 ASIC 介乎于两者之间。

在软件开发框架上，英特尔能提供开发者所需要的大部分内容，帮开发者节省时间，软件开发者不需要重新设计驱动，硬件开发者可以更快速进行自己的系统设计。

三、提出五个方面指标，测量 FPGA 有多简单易用

英特尔可编程方案事业部副总裁兼软件工程总经理薛华博士重点分享了英特尔 Quartus 设计软件的愿景、演进与特点。

英特尔 Quartus 的愿景是针对 HML 全系列 FPGA 优化的 PSG FPGA 软件设计，打造卓越的 FPGA 设计工具，实现领先的高端产品、不断突破易用性极限，希望能够提供更多一键式的使用模型，支持客户获得更加简单的应用，以更小的投入来获得最大的体验优化，最终实现零支持、无缝安装和许可，以及社区支持模式。

从设计角度来讲，英特尔认为，所有的元件、组件都是 IP 的一部分，不管是从传统的 RTL 还是 Nios V 处理器、DSP Builder 和 HLS Compiler，都能以一种逻辑一致的方式来处理。因此以 IP 为中心的 Quartus 工具编译速度更快，可进一步推动简单易用，适应多样化需求。

薛华认为易用性有3 个关键点：

1、确保软件工具是在芯片完成前就及早备好，支持客户在芯片诞生前至少 12 个月开始设计，以此来提高生产力；

2、提供客户开始设计所需的所有组件，帮助大家减少迭代，进一步提高生产效率；

3、不断缩短编译时间及周期，设计周期平均缩短至少 30%，降低客户的开发成本。

英特尔希望能够创造一个平台，去测量 " 简单易用 " 这样一个主观界定指标。

如果工程师开发时界定了 5 个不同的方面去衡量" 简单易用 "，涉及到端到端的设计流，从开始阶段，到设计输入阶段，然后是迁移，之后还会进行模拟，以及编译和时序收敛。

这五方面都分别会有 5~10 个 KPI，比如一开始会进行一个许可、下载、安装的体验，还有一些参考的设计，以及中间如何去解决障碍或问题。同时，在工具之中去跑这个设计的时候，它的速度和顺畅性怎么样，都是要去权衡的部分。

英特尔的目标是在每个部分都能够提供更好的体验，希望得到反馈，并以此更好地衡量其对未来推出的新版本的影响。

结语：垂直市场需求多元化，单一方案无法决胜未来

作为 FPGA 头部玩家之一，英特尔正通过产品矩阵有序扩张，实现面向三大应用领域覆盖高、中、低端市场的全面 FPGA 系列产品布局，并通过提供全栈式软件工具和全生命周期的产品服务，来不断降低开发者的使用门槛，以更广泛地发挥 FPGA 在灵活性方面的价值，缩短上市时间。

据 Mike Fitton 分享，英特尔认为回应垂直市场不断增加的多元化需求，需要提供非常广泛多样的解决方案，单一方案不是未来的决胜之道。Lux Joshi 相信 FPGA 充分适应了未来硬件加速的需求，并承诺英特尔未来会不遗余力地发展在数据中心、通讯汽车、网络、嵌入式等领域的 Agilex 广泛应用，推动硬件加速。

"2024 年同样将是非常激动人心的时刻，因为我们会不断深耕现在已有的 4 个产品线，包括在今年年底，Agilex 7 的 F 系列和 I 系列将完成，明年我们会继续完成 M 系列。对于 Agilex 5，我们今年年底会给到早期使用用户相应的样品，2024 年会持续提升 Agilex 5 产量。Agilex 3 的 B 系列会在 2024 年推出。"Lux Joshi 说。