Resolvendo desafios relacionados a alto volume de dados com os FPGAs Agilex™ da Intel®

Construído com a tecnologia SuperFin de 10 nm da Intel, os FPGAs Intel® Agilex ™ fornecem flexibilidade e agilidade além dos dispositivos FPGA da geração anterior, tornando-os ideais para a indústria 4.0

Com a constante expansão da Internet das Coisas (IoT), e com o lançamento das redes 5G, estratégias de TI em evolução continuam a incluir computação na borda. Essa ênfase levou o Gartner a projetar em seu artigo, O que a computação na borda significa para líderes de infraestrutura e operações, que a computação na borda para as empresas crescerá de 10 a 75 por cento até 2025 através de centros de microdados e redes celulares. Aplicações centradas em dados, como 5G e computação de ponta, precisam processar grandes quantidades de dados, criando a necessidade de tecnologia de processamento avançada.

Os dados precisam viajar por toda a infraestrutura de TI, da aplicação ao núcleo da rede, ao data center e vice-versa. Como cada aplicação de usuário final é diferente, os arquitetos de sistema precisam de processamento de dados flexível e personalizável para otimizar custos e eficiência energética no ponto onde são gerados os dados. Intel ® Agilex ™ FPGAs combinam a flexibilidade do FPGA com os níveis de eficiência e desempenho do circuito integrado de aplicação específica (ASIC). Esta nova solução integra uma ampla gama de elementos semicondutores em um sistema.

Intel® Agilex™ FPGAs

Construído com a tecnologia SuperFin de 10 nm da Intel, os FPGAs Intel® Agilex ™ fornecem flexibilidade e agilidade além dos dispositivos FPGA da geração anterior, tornando-os ideais para a indústria 4.0 (Figura 1).

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Figura 1 : Intel ® Agilex FPGA oferece flexibilidade e agilidade para suportar dispositivos na borda , baixa latência e que requer grande largura de banda. (Fonte: Intel ® )

Existem três variantes de produtos no portfólio Intel ® Agilex ™: Flexível (série F), Interface (série I) e Memória (série M). Intel ® Agilex ™ F-Series FPGAs apresentam taxas de transceptor de até 58 Gbps, PCIe Gen4 x16, 400 Gb Ethernet IP rígido e suporte de memória externa DDR4 usando controladores de memória. Os FPGAs Intel ® Agilex ™ I-Series aumentam a taxa máxima do transceptor para 116 Gbps e também incluem PCIe Gen5 x16 e Compute Express Link (CXL) IP rígido. Os FPGAs Intel ® Agilex ™ M-Series adicionam suporte para memória HBM2, suporte de memória externa DDR5 e Suporte para memória persistente Intel ® Optane.

Arquitetura e Filosofia de Projeto

A inovação no Intel ® Agilex FPGA está na integração de flexibilidade e agilidade. Os engenheiros combinaram uma malha central FPGA de uso geral e alto desempenho com chips específicos de função em um único encapsulamento para criar uma arquitetura de dispositivo flexível. A arquitetura FPGA tradicional torna o produto flexível o suficiente para se estender a várias aplicações. Essa integração torna o Intel ® Agilex flexível para suportar uma ampla gama de aplicações.

Embora os FPGAs comerciais anteriores contivessem um único die de silicio monolítico ou várias instâncias do mesmo, a Intel ® Agilex permite vários dies de silício dentro do mesmo encapsulamento, por conta de sua tecnologia de fabricação.

Isso permite que os FPGAs Intel® Agilex ™ se sobressaiam em quatro áreas importantes: reutilização de projeto, transceptores, interfaces e computação / IA. Os FPGAs Intel® Agilex ™ utilizam a arquitetura de núcleo Hyperflex de segunda geração, permitindo design e reutilização de IP da geração anterior de FPGAs Intel® Stratix® 10, oferecendo desempenho até 40% maior ou dissipação de energia até 40% menor. Ambos os produtos usam o mesmo processador Quad-core Arm Cortex A53 preservando os investimentos feitos no software e no design de periféricos. Os FPGAs Intel® Agilex ™ oferecem taxas de transceptor de até 116 Gbps PAM4 e 58 Gbps NRZ, com suporte por PCIe, CXL e 400 Gb Ethernet hard IP para permitir a implementação eficiente de uma ampla variedade de protocolos seriais e interfaces para módulos ópticos, processadores e outros dispositivos. Para aplicações de computação intensiva DSP, os FPGAs Intel® Agilex ™ apresentam um bloco DSP de precisão variável com modos de operação de ponto fixo rígido e ponto flutuante rígido, incluindo FP32, FP16, INT18 / 19, INT9 e BFLOAT16 formatos de número que suportam uma variedade de aplicações, incluindo treinamento e inferência de IA.

Novas Características possibilitam novas aplicações

Os recursos descritos acima ilustram os benefícios e recursos dos FPGAs Intel® Agilex ™. Seu design flexível, porém ágil, torna os FPGAs Intel® Agilex ™ ideais para aplicações de aceleração no data center com conexão de processador PCIe e CXL, novas funções DSP para Inteligência Artificial, interfaces de memória externa de alto desempenho como DDR4, DDR5, memória persistente Intel® Optane ™ e memória HBM2 in packet. Outras aplicações para FPGAs Intel® Agilex ™ incluem infraestrutura em nuvem, virtualização de função de rede (NFV), automotivo, aeroespacial, manufatura e militar.

Conclusão

Os FPGAs Intel® Agilex ™ oferecem uma abordagem inovadora para a arquitetura FPGA, integrando flexibilidade de design lógico com agilidade personalizável. Os FPGAs Intel® Agilex ™ cumprem a promessa da aquisição da Altera pela Intel com avanços impressionantes em silício e soluções, possibilitando um mercado mais amplo, enquanto permanecem fiéis à comunidade de usuários de FPGA já bem estabelecida. Os ganhos de eficiência e desempenho deste dispositivo transformador irão melhorar drasticamente a experiência do usuário e podem elevar sua marca e portfólio de produtos a uma posição de força em mercados novos e emergentes.

Para artigos como esse, acesse o link.

Artigo escrito originalmente por Adam Kimmel para Mouser Electronics: Solving Data-centric Challenges with Intel® Agilex™ FPGAs

Traduzido por Equipe Embarcados.

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