英特爾大動作：加入華為歐拉生態、與臺積電敲定3nm代工協議、即將重磅發布新品FPGA！
2021-12-06 12:58:31 EETOP英特爾，自今年2月，帕特·基爾辛格回歸并出任公司第八任CEO以來，可謂不負眾望。在短短十個月的時間里，帕特·基爾辛格，做出了很多“不英特爾”，但是卻又“很英特爾”的事情，并且從英特爾最新發布的三季度財報上看，這些努力已經初見成效：
雖然可圈可點的財務報告并未贏得資本市場，財報發布當日股價遭遇重挫，盤后一度下跌超過9%。但短期資本市場表現并不是帕特·基爾辛格的追求。作為高科技企業，要想重新走上王者之巔，它的價值和收入還將是來自實際創造的產品。也正是深諳此理，帕特·基爾辛格不遺余力的要為英特爾保留下芯片設計、制造領域的完整創造能力。
在半導體制程的進程中，3nm工藝是繼5nm 技術之后的下一個工藝節點。雖然，對于臺積電赴美建廠，以及美國本不惜重金提供補貼，帕特.基辛格為代表的英特爾一直持反對聲音。不過，這并不影響英特爾積極尋求與臺積電的3nm合作。
據DigiTimes 報道，英特爾高層計劃于12月中旬訪問中國臺灣和臺積電，討論3nm芯片生產和產能。后期，英特爾將在其即將推出的 Meteor Lake 處理器中采用臺積電的 3nm 工藝。
Intel 3 2023年下半年亮相
在3nm制程的布局上，英特爾同樣布局。在今年，英特爾全新啟用了一套制程節點命名體系，即以后不再用X納米，而是采用Intel X工藝的命名方式。據市面分析，Intel 3相當于其他廠商的3nm制程。不過，目前關于Intel 3還知之甚少。不久前，英特爾剛公開了Intel 4的進程，表示將會第一次引入EUV光刻機，明年下半年投產，2023年產品上市。根據英特爾的制程路線圖來看，Intel 3會在Intel 4之后亮相。在今年的“英特爾加速創新”線上發布會上，英特爾表示，計劃Intel 3 將在2023年下半年亮相，預計是Intel 4即7nm工藝的升級技術，同樣使用Fin FET晶體管，每瓦性能將提升約18%。具體的發布時間或產品名稱，據行業推測，則有可能于2024年上市。這也就意味著，在未來三年的半導體芯片產品的競爭中，臺積電可能是英特爾在自有工廠外，最可靠的產能和工藝升級方案。
加入華為歐拉生態
除了3nm或與臺積電達成合作之外，近日，英特爾正式加入華為歐拉生態也在行業內掀起了不小的震撼。這一標志性事件，對于歐拉，對于英特爾，對于未來的異構計算，對于中國的開源社區建設，或許都有著里程碑式的作用，意義非常深遠。英特爾從CPU向XPU轉型路上，開源戰略是非常關鍵的部分。借助歐拉系統，英特爾希望繼續保持其X86架構的整體領先性，進一步加持英特爾在當下PC芯片領域的霸主地位。
年底將重磅發布多款FPGA最新系列產品
進入12月，英特爾還有一個特別值得關注的大事，即一年一度的FPGA技術峰會。此次會議，將于2021年12月7-10日，以線上全球同步直播的形式召開。據了解，峰會上將會重磅發布多款英特爾FPGA最新的系列產品、軟件及設計工具，并會帶來英特爾在架構、封裝、制程技術、開發工具到應用的最前沿的芯片技術，進一步探索英特爾FPGA在重點應用領域的關鍵性能和解決方案。
大會日程如下：（明天召開，歡迎預約參加）
附：FPGA市場現狀及格局
FPGA是一個技術壁壘高的行業，硬件結構復雜且良率低。縱觀全球行業格局，FPGA行業的主要市場份額常年被賽靈思和英特爾兩家公司牢牢掌握，兩者市場占比合計超過85%。國產FPGA廠商由于起步時間較晚，無論是在專利技術、生態系統，還是在研制難度、研發人才等諸多方面都面臨著較大的挑戰。不過盡管現狀不容樂觀，但中國FPGA的市場規模及前景不容忽視。根據Frost&Sullivan數據，預計到2025年，中國FPGA市場規模將達到約332.2億元，增速遠高于全球市場。
雖然從整個產業鏈或者芯片品類來看，FPGA或只是小眾的芯片，但在半導體國產化替代趨勢逐漸加速的市場現狀下，國產獨立FPGA企業將承擔更多國產化需求角色，在各類新興市場不斷涌現下，本土企業在每一種技術路線上都將有更多的發揮空間。不過，從技術層面來看，國產FPGA和國外巨頭差距仍舊較大，且產品迭代優化均需要長期積累。隨著FPGA芯片密度越來越高，軟硬協同研發對設計公司提出了更大的難度。因此，及時學習最新FPGA技術信息、了解FPGA應用前景需求、準確把脈FPGA發展趨勢，才能更好帶動國產FPGA的成長及創新發展。
FPGA在現在及未來的重要性
FPGA普遍被認為是構建原型和開發設計的最快推進路徑之一，具有編程、除錯、再編程和重復操作等優點。FPGA，英文全稱Field Programmable Gate Array，中文意思現場可編程陣列，是一種半定制電路，常被用于特定的加速計算任務。相比于CPU、GPU這種通用型芯片，FPGA執行效率更高，延時和能耗更低，尤其整數運算加速優勢明顯。而相比于ASIC(專用集成電路)，FPGA電路結構沒有固化，可通過重復編程適應不同的算法要求，從而縮短整體方案的開發周期，靈活性更高，大大縮減了專用芯片束縛的限制。
最近兩年，由于人工智能、5G通信、云計算、高性能計算等新興技術的繁榮，給FPGA帶來新的市場推動力，催化增量空間。IDC預測，到2024年，全球加速服務器市場規模可達到284億美元，全球FPGA市場規模可達到71.55億美元。另據Frost&Sullivan的數據顯示，全球FPGA市場規模將從2021年的68.6億美元增長至2025年的125.8億美元，年均復合增長率約為16.4%。作為一種可編程邏輯器件，FPGA在過去的二十年中，已經從電子設計的外圍器件逐漸演變為數字系統的核心。無論是傳統的航空航天、通信等應用，還是5G通信、人工智能、工業互聯網、自動駕駛、云計算等未來新興應用，FPGA芯片都在發揮著重要的作用。
在人工智能領域，FPGA芯片已與GPU及ASIC等芯片一起成為人工智能處理芯片的重要選擇之一。FPGA芯片可以作為加速卡加速人工智能算法的硬件級運算速度。在加速器市場的需求會很大。包括數據中心當中的加速器，數據中心之外的加速器，都需要通過FPGA做各種加速。因此，FPGA 芯片在矩陣運算、圖像處理、機器學習、非對稱加密、搜索排序等人工智能領域有著很廣闊的應用前景。Semico Research預測，FPGA在人工智能領域的市場規模2023年有望達52億美元，五年復合增速38.4％。
FPGA芯片起源于Xilinx（賽靈思）公司，賽靈思于1985年推出世界首塊商業化FPGA芯片“XC2000”，通過自創的門陣列通用結構推動芯片從定制化向標準化邁進。從上世紀80年代，FPGA在具有TTL的膠合邏輯中找到了自己的市場。再到十年后，FPGA愈發復雜，引入了大型SRAM模塊、嵌入式DSP模塊中的乘法器-累加器、嵌入式處理器軟核、I/O和SerDes接口。發展至今，FPGA與ASIC技術融合、向系統級發展成為新的趨勢，軟硬件相結合，兼具性能和靈活性。FPGA廠商已經從單純提供FPGA芯片和底層開發工具，逐漸轉變成提供基于FPGA加速卡和完整軟件開發環境的全棧式解決方案。兩大FPGA廠商賽靈思和英特爾目前紛紛推出的各類FPGA加速卡，就是這個趨勢的典型代表。
英特爾是半導體行業和計算機創新領域的全球領先廠商，由羅伯特·諾伊斯和戈登·摩爾于1968年創立。在成為FPGA大廠之前，英特爾是以CPU TOP1廠商著稱的。追溯英特爾FPGA的前世今生，2015年12月，以史上最大收購交易額167億美元收購Altera公司，絕對是英特爾拓展FPGA業務最為波瀾壯闊的一次壯舉。在業界，Altera當時是與Xilinx齊名的FPGA供應商。在收購了Altera之后，英特爾成立了新的業務部門——可編程解決方案事業部（PSG）。此后，英特爾又先后于2018年7月，完成對eASIC的收購。eASIC提供的是“結構化ASIC”開發FPGA設計工具，它的收編，進一步強化了英特爾可編程解決方案組（PSG）的產品實力。
2019年4月，英特爾完成對Omnitek的收購。Omnitek是一家領先的優化視頻和視覺FPGA IP解決方案提供商，助力英特爾贏得更多新客戶。云計算和AI導致的算力需求爆發和混合計算架構迅速發展的情況下，英特爾通過收購FPGA廠商，可直接補強其FPGA支撐的并行和可編程計算技術，使它們在新興異構計算架構時代時刻保持領先。
外部并購與內部研發的雙核驅動下，技術實力正在鑄就英特爾在FPGA行業的高技術壁壘。目前，英特爾 FPGA主要分為Agilex、STRATIX、ARRIA、CYCLONE、MAX五大系列。
產品系列：
Agilex FPGA堪稱英特爾截至目前的性能高峰，是收購Altera之后推出的第一個全新的高端FPGA系列。Agilex這個名稱源于Agile（敏捷）和Flexible（靈活）的合二為一，這兩個特點正是現代FPGA最為核心的兩大要素。
Agilex FPGA 設備采用異構 3D 系統級封裝 (SiP) 技術，集成了英特爾首款基于 10 納米 SuperFin 技術的 FPGA 架構和第二代英特爾 HyperFlex FPGA 架構，還集成了四核 Arm* Cortex-A53 處理器，以提供高度的系統集成性。
Agilex代表著全行業最佳的收發速率，達到了每秒116Gbps。此外，測試芯片還可以達到每秒 224Gbps。
據了解，英特爾 Agilex FPGA 系列包含F、I、M三個系列，Agilex F系列已經在量產；I系列據稱已經向客戶發貨；M系列還在開發當中，目前并沒有公布量產時間。不知在今年的FPGA大會上， Agilex系列將會有哪些新的公布。12月7日，關于Agilex FPGA的幾場專題報告，可以特別關注。
“軟件先行”也是英特爾一個非常重要的FPGA戰略。跨架構（CPU、GPU、FPGA及其他加速器）開發能力對于處理數據密集型工作負載極為重要，因為這種工作負載需要多種架構，這也將成為未來的常態。在今天，每一個硬件平臺往往需要開發者維護獨立的代碼庫，這些代碼庫需要使用不同的語言、庫和軟件工具進行編程。這是一項極其復雜和耗費時間的工作，會大大降低開發速度、抑制創新。oneAPI是英特爾“軟件先行”戰略的重要體現，英特爾相信這一戰略將定義和引領一個人工智能日益融合、異構及多架構的編程時代。
oneAPI是一個統一的、簡化的編程模型，旨在簡化跨多架構的開發過程（如CPU、GPU、FPGA、加速器）。oneAPI 的核心是英特爾的 Data Parallel C++ (DPC++)，是建立在 C++ 和 Khronos SYCL 標準之上的語言。除了基于 LLVM/Clang 的 DPC++ 編譯器工具鏈外，oneAPI 還包含了許多庫，例如深度學習的 oneDNN、作為數學內核庫的 oneMKL、用于分析的oneDAL、用于線程的oneTBB，以及用于視頻處理的 oneVPL 等組件。
oneAPI包含兩個組成部分：一項產業計劃和一款英特爾bete產品。英特爾2019年底發布時還是屬于探索的第一步，2021年已經轉正了。在今年的FPGA大會上，英特爾也準備了多場oneAPI的主題分享，其中12月8日的“使用英特爾® OFS 為oneAPI應用構建特定領域的FPGA平臺”非常值得關注。
FPGA行業還有一個重要的行業趨勢，即FPGA廠商已經從單純提供FPGA芯片和底層開發工具，逐漸轉變成提供基于FPGA加速卡和完整軟件開發環境的全棧式解決方案。回首過去，在傳統的FPGA業務模型里，FPGA廠商通常只負責賣給客戶兩樣東西：一個是FPGA芯片，另外一個是FPGA的開發工具。兩件東西一旦售出，客戶開發何種應用就與廠商無關。如今，FPGA廠商更傾向于提供給客戶一個完整的系統級解決方案。
早在2017年10月，英特爾就官宣了旗下的首款FPGA加速卡產品，名為“Programmable Acceleration Card”，簡稱PAC。同時發布的，還有與之配套的軟硬件開發框架與加速棧系統。這不僅是英特爾FPGA的首款通用FPGA加速卡產品，也是當時市場上的首款面向大數據、AI、高新能計算等新興領域的數據中心FPGA加速卡，因此PAC的意義非同小可。在2019年MWC大會上，英特爾又推出了一款針對5G應用的FPGA加速卡PAC N3000。這款加速卡可以實現高達100Gbps的網絡流量的加速處理，同時支持9GB DDR4和144MB QDR IV板上內存。
在加速卡領域，賽靈思起步較晚。除了英特爾和賽靈思推出的原廠FPGA加速卡之外，很多第三方廠商也在近年相繼推出了基于FPGA的硬件加速卡產品。其中比較典型的有我國浪潮、華為等公司推出的加速卡，以及國外Mellanox公司推出的基于FPGA的智能網卡產品。對于英特爾的FPGA加速卡產品而言，它們最大的優勢之一就是英特爾在數據中心處理器領域的核心支配地位。由于英特爾Xeon處理器占據了數據中心市場的x86處理器的絕大部分市場份額，因此無論何家的FPGA加速卡都必須針對Xeon處理器做大量的兼容性設計和優化，而英特爾FPGA在這方面有著先天的血統優勢。這也使得英特爾成為目前唯一一個能夠提供全棧式數據中心解決方案的公司。
在今年的FPGA大會上，由英特爾公司FPGA 和電源產品事業部、數據中心和人工智能事業部、可編程解決方案事業部總經理、英特爾公司副總裁Patrick Dorsey等多位重磅嘉賓領銜，將為大家帶來多場精彩的FPGA主題報告，用前沿的芯片技術，擎領智能互聯世界。
