原标题：横跨边缘、网络与云端运算，英特尔揭露2018 FPGA应用新布局
推动企业FPGA应用，英特尔首度在台展示可程式化加速卡
图片来源:李宗翰／摄影
关于企业资料中心运算平台的采用，未来走向“合久必分”的态势，以已经越来越明确。因为，长期以来，都是CPU的应用当道，而且是持续由英特尔Xeon系列处理器领军的局面，然而，随着云端服务、大数据，以至当前最热门的人工智能，原本被归类在加速运算领域的技术，例如GPU（Graphics△Processing△Unit）、FPGA（Field-Programmable△Gate△Arrays），也趁势崛起，受到各界的热烈关注。
为了争夺这样的新兴应用市场，各大处理器厂商也都投入许多资源自行发展，或是通过并购的方式来取得相关技术。就以英特尔为例，2012年推出了协同处理器Xeon△Phi，希望以此与Nvidia的GPU竞争；接着，他们在2015年并购了Altera，而跨入FPGA的运算技术；到了2016年，英特尔买下Nervana、Movidius，而能支援类神经网络与电脑视觉运算等深度学习应用。
时至今日，FPGA愈发受到英特尔重视，无论是他们今年主打的“以资料为中心的基础架构（Data△Centric△Infrastructure）”或是加速技术系列的产品蓝图当中，FPGA都位居非常关键的战略位置。而在本周于台北举行的英特尔FPGA技术大会（IFTD），他们介绍了该公司FPGA产品的最新发展，并探讨多种技术应用议题，像是人工智能、工业4.0、省电、加速平台、视觉运算、低成本产品、资料中心，英特尔可程式化解决方案事业群亚太区总经理暨业务总监Ro△Chawla也出席这场活动，针对FPGA这类可程式化解决方案，提出当前与未来的发展前景。
FPGA可支援多种用途，前景看好，是英特尔走向异构运算架构的重点技术
在英特尔的眼里，FPGA应用范畴非常广泛，可同时涵盖资料中心、网络功能虚拟化（NFV）、嵌入式系统、5G宽频无线网络，在部署架构上，支援单机设备、网络基础架构，到边缘运算、云端服务的使用。同时，FPGA本身也能自成体系，与云端服务和资料中心、记忆体储存、连网设备等三大平台分庭抗礼。
不过，FPGA的商机究竟有多大？根据他们的预估，FPGA的市场规模到了2022年，将达到75亿美元；若是从加速运算处理器的角度来看，也就是将FPGA、GPU、ASIC（Application-Specific△Integrated△Circuit）等合为一体来看，2021年的市场规模会是200亿美元。
因此，英特尔目前除了继续发展CPU，也借由并购Altera，开始推动FPGA这种可支援多用途的加速运算技术；到了今年7月，他们宣布买下eASIC公司，将其纳入该公司的可程式化解决方案事业群（Programmable△Solution△Group），正式踏进结构化ASIC（Structured△ASIC）晶片的市场，而能发展专属的加速运算技术，也就是ASIC、ASSP（Application-Specific△Standard△Parts△）──而在这样的运算架构之下，他们可运用这种介于FPGA与ASIC的技术，提供近于标准电路单元型ASIC晶片的效能与电源效率，却能够更快被设计出来，而且，所需要的ASIC单次工程成本并不多。
而在这样的态势之下，对于可程式化的应用而，如今形成了CPU、FPGA、ASIC/ASSP三足鼎立的局面。
面对种种市场的竞争，Ro△Chawla认为英特尔FPGA的优势在于，对于矽科技的掌握、相关软件的研发、足以因应市场需求的解决方案、全球化的客户支援，因此，能够基于底层硬件的矽晶圆与板卡、软件设计流程、合作伙伴生态系，一路发展出多样的解决方案，对应云端服务、企业应用、网络传输、边缘运算与嵌入式系统的需求。
若就当前的产品线而言，英特尔FPGA包含了Stratix系列、Arria系列、Cyclone系列、MAX系列，而在这次举行的FPGA技术大会当中，他们还特别介绍了先前较少提及的Enpiriron△Power△Solutions──这是Altera在2013年并购Enpirion公司之后所取得的，而现在英特尔通过这样的技术，以PowerSoC的系统整合单晶片，来因应FPGA、CPU、ASIC等半导体设备的电力转换设计难题。
基于英特尔Arria△10 GX的可程式化加速卡，首度在台公开亮相
针对企业资料中心环境的伺服器加速应用需求，Ro△Chawla也谈到英特尔FPGA的最新进展。在架构的配置上，企业可以在既有基于Xeon处理器平台而成的伺服器，搭配中阶的Arria△10 系列或是高阶的Stratix△10系列，可支援两种加速──基础架构层（网络、储存、安全），以及平行应用层（AI推论、视讯转码、资料库系统、搜寻），将这些存取作业卸载到FPGA来执行，以减轻伺服器运算的负担。
而就实际产品而言，英特尔也在去年10月推出了一套可程式化加速卡（Programmable△Acceleration△Card，PAC），全名为Intel△Programmable△Acceleration△Card△with△Intel△Arria△10 GX△FPGA，顾名思义，当中采用了Intel△Arria△10 GX的FPGA晶片。
当时率先表示搭配这套解决方案的厂商是Dell△EMC，最初可支援相关配置的伺服器机型是R640和R740，今年上半增加了R740xd，以及富士通（Fujitsu）Primergy△RX2540 M4，而在本周的FPGA技术大会上，英特尔在介绍加速平台与解决方案的专场演讲当中，我们看到Dell△EMC△R840和R940xa等机型，也列入支援范围，同时，也预告云达（QCT）、浪潮（Inspur）等更多伺服器厂商，也将加入搭配PAC的行列。
在整体解决方案的提供上，PAC可用于6大云端服务业者与企业看重的创新应用领域，像是资料分析、人工智能、财务金融、视讯处理、网络安全、基因体学，而在8月初举行的Data△Centric△Innovation△Summit，英特尔副总裁暨可程式化解决方案事业群总经理Dan△McNamara也强调，他们的策略是通过PAC搭配完整的软件加速堆叠架构，并且已经号召30家相关的厂商，借由这些业者开发的软件智慧财产权程式库，来建构新的生态系，并期盼1年后能够将合作伙伴数量提升1倍。
展望FPGA未来的发展方向，英特尔针对5G、网络功能虚拟化（NFV）、边缘运算，以及人工智能在资料中心端与边缘端的执行需求，提出各自的应用场景，并且期望能够支援当中的每一个环节。
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