英特尔引领万物互联

这几天，2016年英特尔信息技术峰会(IDF 2016)正如火如荼地进行。期间首次亮相了英特尔SoC FPGA开发者论坛(ISDF)，此活动聚焦英特尔可编程解决方案事业部(PSG，前身为Altera公司)及其SoC FPGA技术。英特尔首席执行官(CTO)科再奇登台发表主题演讲，并向观众展示了英特尔品牌的14纳米Stratix 10 FPGA(如下图)。

这激动人心的一刻来之不易。此前，Altera已有14纳米Stratix的规划，去年12月28日Altera与Intel正式联姻后，经过磨合，这一产品才得以出炉。

从Altera角度看，这一收购对Altera的用户而言意味着什么?目前的发展方向如何?最重要的是：FPGA和SoC FPGA能否在英特尔站稳脚步?

在此让我们切换一下场景，回到今年的7月28日，Altera团队合并后在北京第一次举办的新闻发布会。

投资驱动增长

Intel最新的愿景是智能计算与互联更强。PSG产品营销总监Patrick Dorsey解读CEO科再奇的讲话，看到了加大投入、提高营收、FPGA很重要等关键词。

因为FPGA在"云和数据中心"和"物体和设备"的良性循环中无处不在。具体地，Intel的架构叫IA，在此市场产品当中，FPGA也是存在的。"我们分析过，既有IA(Intel架构)，也有FPGA的市场，大概有80%的重叠。"例如有客户已经用FPGA和IA做到5G系统中，光网络是另外一个例子，PSG是光网络市场占有率第一的FPGA供应商，我们已经有能力把光跟FPGA进行直连光网络，光网络是另外一个例子，我们是光网络市场占有率第一的FPGA供应商，我们已经有能力把光跟FPGA进行直连。对于云和数据中心来说，80%的FPGA是来自于Altera的。这部分的FPGA主要是来做一些加速和分析的应用。实际上，在IoT(物联网)市场里面，以前FPGA更多是工厂自动化，现在在汽车的应用领域，PSG也在做相应的一些开发。汽车的潜力很大，例如，预计在2020年手机数据量会在1GB，对于汽车来讲是400GB。要完成这样巨大的数据传输和数据处理需要FPGA做一个加速。

过去在汽车市场实际上已经出货了5500多万片Intel FPGA。在无线和通信的市场，有95%以上的蜂窝电话呼叫和数据是通过Intel FPGA进行处理。在云计算市场，Intel FPGA有80%的市场份额。

如今FPGA同时实现了灵活性和高效率。芯片融合带来了互联、加速、可伸缩性等优势。例如汽车领域，摩尔定律已慢下来，蓝色线是芯片的性能趋势，因此需要新的方法提升性能(黄色线)，例如异构计算来填补这个落差，同时需要灵活性和安全。具体地，在一些新型号的汽车里面，我们的代码行数是一亿行。第一个挑战是关于性能的挑战，在汽车或者其他的应用里，我们看到对性能需求的要求越来越高，但同时对功耗的要求也是越来越严苛。因为本身它的体积和散热都会受到很大的限制，尤其是像汽车这类产品，或者其他电池供电的设备里面。我们一方面对性能的要求越来越高，同时，功耗又不能随着需求再继续往上提升。同样还有安全和保密。这也是为什么Intel购买Altera的原因。需要把FPGA和处理器方案整合起来。

汽车应用基本分为三大类：感知;把采集回来的数据进行计算;对相应的计算结果采取措施和动作。用户通常会把安全和大数据用处理器来做，FPGA更多地被用到感知和数据加速。希望通过"处理器+FPGA"可以完成得更好。

何时采用"FPGA+CPU"?

通常一大块是分立的CPU+分立的FPGA。现在市场上我们已经有很多这样的产品，或者是板子。第二大块是合封的，叫做封装集成的CPU或FPGA。这个产品今天也是已经在发售了。将来还会有集成在同一个硅片上的处理器和FPGA(注，笔者猜测，将是集成了ARM Cortex-A53等处理器核，组成异构计算架构的Stratix 10 PSoC)。

那么，从分立到封装集成、到管芯集成，每瓦性能能提高多少?可以看到，最基本的功耗会用在驱动I/O上，距离越远，花在驱动I/O上的功耗就会很大。目前来看，分立大概有30%的功耗会花在驱动I/O上。如果合封在一起，估计会减少15%。如果再进一步封装，到一个硅片里，可能还会带来额外5%功耗的降低。

但更加有意思的是什么呢?当我的FPGA跟CPU，或者其他的东西合封，设计到同一个硅片里面去，我的架构可能会发生一些变化，不再像以前设计的片到片的架构，可能会变得更加灵活，可能会更加适合于某一个应用，更加贴合你的应用就会省掉更多的功耗，50%、80%，……可能会跟具体的应用场景密切相关。

值得说明的是，PSG会给用户提供不同的解决方案和选择，并不是一定要去做合封。也许在某些场景，例如批