家前向きの考え方 Intelは、FPGA、ヘテロジニアスコンピューティングの役割を拡大していると考えています

Intelは、FPGA、ヘテロジニアスコンピューティングの役割を拡大していると考えています

2024

最近の興味深いプロセッサの議論の多くは、従来のCPUで一般的な汎用コンピューティングコアとは対照的に、さまざまな種類のチップとコアの使用を中心に展開されています。 CPU、GPU、DSP、カスタムASICS、フィールドプログラマブルゲートアレイ（FPG）など、特定のコンピューティングタスクに使用されるあらゆる種類のチップの組み合わせを見てきましたが、ますますすべての側面を組み合わせたアプリケーションを見ていますこれらは、システム内にある場合もあれば、単一チップ内にある場合もあります。

数年ごとに速度が2倍になった汎用コンピューティングコアの提唱者であるIntelでさえ、大手FPGAメーカーの1つであるアルテラの買収により行動を起こしました。最近、IntelのProgrammable Solutions Group（PSG）のジェネラルマネージャーであるDan McNamara（以前はアルテラと呼ばれていた）と話をする機会がありました。彼はこの分野でのIntelの計画に光を当て、同社の接続計画の詳細を説明しましたさまざまな種類のコアとさまざまなダイが一緒になって高速チップパッケージになります。

「世界は不均一になりつつあります」とMcNamara氏は、一般的なコアではすべての問題を解決することはできないという一般的な認識があることを指摘しました。 GoogleのTensor Processing UnitsやTPUなどのカスタムASICは、特定の種類の機能を従来のCPUやGPUをはるかに超える速度で加速できますが、作成には時間がかかります。対照的に、FPGAにより、チップの設計と製造に2年待たずに、ASICのパフォーマンス上の利点の多くを提供するカスタマイズ可能なコードが可能になります。開発者はFPGA内のアルゴリズムをすぐに変更できますが、CPU、GPU、またはカスタムチップは固定された方法で動作します。

また、McNamara氏によると、FPGAは非常に低レイテンシであり、チップのさまざまな部分が画像処理や通信などのアプリケーションで同時に動作するため、高度に並列処理が可能です。

インテルは現在、TSMCの20nmプロセスで製造されたArria 10 FPGAを出荷しており、Xeon（Broadwell）プロセッサとArria 10を組み合わせたパッケージを提供しています。これは、Webスケールの検索や分析などのアプリケーションで使用されています。 McNamaraは、FPGAが検索を最大10倍まで加速できると述べ、MicrosoftはそのようなFPGAを使用して検索を高速化することについて公開していると述べました。

最近の大きな改善点の1つは、異なるプロセスで、おそらく異なるメーカーで作成されたチップダイを組み合わせることができる、より高速なマルチチップパッケージを作成することです。これらには、Xeon / Arriaの組み合わせなど、CPUとFPGAを含むパッケージが含まれます。 IntelのStratix 10 FPGAのように、異なるトランシーバーを備えたFPGA。 Intelが最近の技術と製造日に説明したように、フルCPUの別の部分でさえも。

インテルはこれを実現するために、組み込みマルチチップ相互接続ブリッジ（EMIB）と呼ばれる新しいテクノロジーを作成し、Stratix 10でデビューしました。EMIBでは、コアダイはインテルの14nmプロセスで作成され、トランシーバーはTSMCの16nmプロセスで作成されます。

全体として、McNamaraは、このようなパッケージングを使用してより多くのFPGAを採用する方向にいくつかの領域が動いていると述べました。彼は、需要が急速に変化し、FPGA / CPUの組み合わせが検索、分析、ビデオストリーミングなどの分野でうまく機能するハイパースケールWebサイト、およびソフトウェア定義のネットワーキングなどのトレンドであるネットワーク変換について語りました。ネットワーク機能の仮想化により、より多くのパケット処理が必要になっています。その他の重点分野には、5Gおよびワイヤレスアプリケーション、自動運転、人工知能（AI）アプリケーションが含まれます。 AIでは、McNamaraは最適化されたASICと未加工のコンピューターのパワーがトレーニングに最適であると述べましたが（IntelはNervanaを購入しました）、FPGAはその柔軟性と低レイテンシのために推論でしばしば最高であり、ZTEはArria 10を使用して非常に印象的な画像認識スコアを表示します。

個人的には、将来のCPUが実際に異なるコンポーネントを使用し、EMIBまたは同様のテクノロジーを使用してそれらを組み合わせて、プロセッサチップと考えるものを変更するかどうかを知りたいです。将来のシステムは多くの異なるコアを使用する可能性があるという考えに興味があります。いくつかのプログラム可能な（FPGA）といくつかの固定された（カスタムASICと従来のCPUとGPUの両方の組み合わせ）テクノロジーはそれ自体でできます。