AI爆发，边缘崛起 英特尔FPGA如何塑造“芯未来”？

上世纪70年代，如果想要在硬件上制作原型并测试其逻辑功能，基本上只有TTL芯片和ASIC芯片两种选择，但前者会受到电路板尺寸和功耗限制的限制，而后者则会产生大量的前期成本，因此，作为数字芯片的一个子门类，具备现场可编程性的FPGA也应运而生。FPGA的出现既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点，即便是在制造完成后，也可以根据用户需要，通过EDA软件配置特定电路，从而赋予其特定功能。

在随后的几十年里，FPGA在安防、通信、汽车电子、消费电子、工业等领域中得到了广泛应用。近年来，随着数据中心建设速度加快，人工智能和自动驾驶等新兴市场的快速发展，FPGA的需求也随之被带动，有数据显示，2020-2026年全球FPGA市场规模从55.85亿美元增至96.9亿美元，年均复合增长率为9.6%。毫无疑问的是，FPGA正在迎来属于它的全新机遇。

作为芯片业界的老大哥，英特尔在不久前举办了以“创新加速，塑造FPGA芯未来”为主题的2023年英特尔FPGA技术日，展示了FPGA的新品及全矩阵应用，以及行业伙伴在数据中心、AI、网络、嵌入式等关键领域的诸多应用。

全面产品组合满足市场需求

今年英特尔推出FPGA的节奏，实际上是相当快的，根据英特尔的计划，今年一共要推出15款产品，而目前已经推出的产品数量已经达到了11款，这一方面归结于市场的强烈需求，另一方面也和英特尔强有韧性的供应链脱不开关系。

从英特尔在FPGA技术日上展示的最新FPGA产品路线图来看，英特尔将共计提供6款款先进的全新FPGA产品和平台，涵盖高、中、低端市场的产品组合，并全面覆盖从通信、数据中心到物联网、汽车、工业边缘各类场景应用需求。

其中，英特尔FPGA旗舰级产品Agilex系列分为3、5、7三个系列，其中定位入门的英特尔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IO支持。其中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则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。

定位中端的英特尔Agilex 5 FPGA系列采用第二代英特尔Hyperflex FPGA架构和英特尔7制程工艺，对晶体管的每瓦性能进行了优化，从而实现出色的能耗。同时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Agilex5 FPGA的中端产品中，为边缘AI应用提供了理想选择。其中Agilex 5 E系列FPGA在功耗和尺寸上进行了优化。

最为高端的英特尔Agilex 7 FPGA系列则采用CXL提高带宽和连接性能，并借助HBM加快内存访问速度，目前具有性能功耗比优势的Agilex 7 M、F和I系列FPGA现已上市。其中，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。

除此之外，英特尔也推出了通过开源生态系统扩展工作负载加速的开放式FPGA堆栈（OFS）、基于开源行业标准RISC-V架构的免费软核IP产品NiosV/c紧凑型微控制器，以及能够降低云和网络应用TCO的F2000 IPU平台，以满足更加广泛的市场需求。

“除了芯片和FPGA产品，英特尔也向市场提供了eASIC和ASIC的选项，和FPGA相比，虽然eASIC的开发时间较长，但可以满足更低的功耗和单位成本需求，ASIC则在成本和性能方面更有优势，英特尔会提供不同的逻辑自定义组合，满足市场对于功耗、成本、上市时间等方面的不同需求。”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博士表示。