インテルはCPU-FPGAハイブリッドチップの開発を計画

[51CTO.com クイック翻訳] 2年前、インテルはFPGAチップメーカーのアルテラを買収するために167億ドルを費やしました。それで、この巨額の支出の見返りは今どうなっているのでしょうか?半導体大手はついに回答を出す予定だ。

[[206260]]

フィールド プログラマブル ゲート アレイ (FPGA) は、特定の機能を実行するようにカスタマイズできる集積回路の一種です。 x86 命令セットのみを実行する x86 プロセッサとは異なり、FPGA は特定のタスクを実行するためにリアルタイムで再プログラムできます。したがって、前者は汎用コンピューティング プロセッサと見なされ、後者はカスタマイズされたプロセッサになります。

そして、アルテラが開発した戦略は非常に興味深いもので、実際にインテルと競合しているのです。もともと大規模な浮動小数点演算用に設計された Intel Xeon Phi コプロセッサと Nvidia または AMD GPU の組み合わせは、現在 FPGA の課題に直面しています。

GPU と同様に、FPGA にもインラインと外部の 2 つの使用モードがあります。インラインとは、データがまず CPU を通過してから FPGA に渡されて処理されることを意味します。オフロード (バイパス読み出しとも呼ばれる) とは、CPU が完全に除外され、データが FPGA によって直接処理されることを意味します。

FPGAは特定のタスクではXeon PhiやGPUよりも優れている

現在、Intel は Altera FPGA をコプロセッサとして定義し、何らかの形で Xeon Phi と競合することを認めています。しかし、インテルのプログラマブル ソリューション グループのソフトウェア ソリューション担当シニア ディレクターである Bernhard Friebe 氏によると、FPGA は特定のタスクでは Phi や GPU よりも優れたパフォーマンスを発揮できるとのことです。

同氏は、「FPGA の利点は、GPU がすべての分野ではなく特定の分野に適していることです。インラインとオフロードの使用モデルを見ると、GPU はオフロードに限定されています。そのため、FPGA はより幅広いアプリケーションをカバーできます」と指摘しました。

統合ソリューションは、CPU と FPGA を高帯域幅で緊密に結合しますが、外部 PCIe カードは緊密に結合されません。フリーベ氏は、低遅延と高帯域幅を必要とするアプリケーションでは、このような統合ソリューションは非常に

同氏は、「統合型と個別型の主な違いは、システム アーキテクチャとデータの移動方法です。データ センター環境では、ユーザーはさまざまなワークロードを実行する必要があり、特定のアプリケーションに縛られることを望んでいません」と指摘しました。

ターゲティングの度合いが高ければ高いほど、アクセラレータから引き出せるパフォーマンス マージンが大きくなります。フリーベ氏は、多機能アクセラレータとしての FPGA は、一部のアプリケーションで優れたパフォーマンスを発揮できると指摘しました。 FPGA は高度な並列性とプログラム性を備えているため、並列ワークロードを大幅に高速化できます。このようなワークロードには、データ分析、人工知能と機械学習、ビデオトランスコーディング、圧縮、セキュリティ、財務分析、ゲノミクスなどが含まれます。

2つの側面からFPGA戦略を考える

Intel は FPGA に対して 2 つのアプローチを採用しています。デスクトップ CPU 上に統合された GPU に似たハイブリッド CPU-FPGA プロセッサを提供しています。 PCIe カード形式の Arria または Stratix ブランドの FPGA デバイス。

CPU-FPGA ハイブリッド デバイスは、Skylake CPU と Arria 10 FPGA をベースとし、Intel の QuickPath Interconnect (QPI) の後継である、より高速な UltraPath Interconnect (UPI) 接続を使用します。 UPIの現状はまだ不明です。確認できるのは、毎秒 9.6 GT または毎秒 10.4 GT のデータ転送速度を実現できることと、メッセージごとに複数のリクエストをサポートしているため QPI よりも効率的であることです。

Intel は、同じツール、アクセラレータ、ライブラリのセットを使用して、統合製品と個別製品の両方向けにアプリケーションを設計できるようにする完全な開発者ツールセットと API も提供しています。すべては C に似た言語である OpenCL で書かれています。

「注目すべき点は標準化とオープンソースの性質です」とフリーベ氏は語った。 「すべての作業は次世代プロセッサと互換性があり、移行が容易で、FPGA 開発者がより大きなユーザー ベースをターゲットにするための抽象化ソリューションを提供します。」

Intel はまた、Arria 10 GX FPGA を使用する Programmable Acceleration Card (PAC) と呼ばれるディスクリート カードのサンプルも提供しており、2018 年前半に提供開始される予定です。また、Skylake 世代の Xeon プロセッサに FPGA を統合した Xeon Scalable Platform もデモされ、2018 年後半に正式にリリースされる予定です。

[51CTOによる翻訳。パートナーサイトに転載する場合は、元の翻訳者と出典を51CTO.comとして明記してください。