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从Container到Unikernel,从通用处理器到FPGA

2015年英特尔以167亿美元,溢价56%的价格收购了FPGA(可编程门阵列)生产商Altera,这是英特尔史最大一笔并购案。有了英特尔倾囊相助,Altera更加引人注目。

FPGA的机遇

Altera为什么这样值钱?英特尔收购Altera之后,FPGA和英特尔处理器之间,会发生哪些变化?这就成为了业界关注的话题,7月28日,英特尔可编程解决方案事业部(PSG)产品营销资深总监Patrick Dorsey在京举行媒体发布会,介绍了Altera最新技术发展和方向。

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英特尔可编程解决方案事业部(PSG)产品营销资深总监Patrick Dorsey

  Patrick介绍,收购之后, Altera成为了英特尔可编程解决方案事业部(PSG),作为一个独立事业部运营和发展,财务独立的。如今,PSG部门实力得到增强,仅技术人员就增加了30%,收发器设计等部门,研发人员更是增加了2倍。“我在FPGA领域打拼了20年,从没有感觉到像现在这样的发展速度。”Patrick说。

这种发展并非完全赖收购所赐,这种驱动力来自哪里呢?

从通用处理器到FPGA,与软件的Container、Unikernel有些类似。要说明白这些,还要从云计算说起,我们知道云的本质就是资源利用最大化,需要多少用多少。在传统的中,应用软件、操作系统、虚拟化Hypervisor、硬件是一种分层、分工管理方式。如果从某具体应用角度,这样的分层未免过于庞大和臃肿,不符合资源最优化配置的需要。以操作系统层为例,如果有所闪失,将危及所有上层应用。

Container率先对应用和操作系统进行了封装,这种封装实现了应用间的隔离,实现了应用和操作系统的融合。但从特定应用的角度出发,操作系统还是过于臃肿,可以根据需要进行必要的裁剪,而这就是Unikernel。所以,从Container到Unikernel,这是一个自然的演变过程。

软件领域技术革命必然会波及到硬件基础设施,通用处理器首当其冲。所谓通用就是尽可能兼顾更加广泛的应用场景,追逐规模效应,降低拥有成本。英特尔淋漓尽致发挥这些特性,从而也成就了英特尔的辉煌。

但通用处理器也存在明显的短板:功耗居高不下。对于特定的拥有来说,通用处理器过于臃肿,浪费是显而易见的。鉴于公有云运营商严峻的竞争压力,这种浪费显然是不可以接受的。对于具有一些规模的特定应用,选择更加具有效率的解决方案是在必然,而FPGA就是可供选择的对象,除此之外,还有ASIC。

从功耗的角度,通用处理器、FPGA、ASIC依次递减;从功能上,通用能力上也是依次减弱。但对于特定应用来说,FPGA、ASIC的这些弱点并不明显,但是功耗低的优点格外突出。相比FPGA通用性好一些,因此更加规模发展条件。

FPGA技术未来

Dorsey在演讲中也论证了这样的内容。

在物联网、运营商网络以及数据中心领域的特定应用中,FPGA的应用无处不在。实际上,不仅FPGA,ARM等低功耗处理器也在分享了通用处理器的市场,典型的如HPE Moonshot服务器,各种和高通公司合作的服务器,都是这样的一种思路。

通过收购Altera,英特尔就可以在这些特定应用领域有更大的发挥,与此同时,英特尔的工艺技术以及产线能力对于Altera也是一个很好的补充和加强。在更多的领域,Altera FPGA可以和英特尔处理器协同发挥。在软件领域,配套开发工具方面,英特尔和Altera也可以更好的结合。

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未来的产品路线

  据Dorsey披露,在未来Altera产品路线图中,会陆续采用Intel 22nm、10nm的制程工艺技术。

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开发工具

  Dorsey表示,根据应用的需要,通用处理器和FPGA会有分立、封装集成以及管芯集成等多种的应用形式。但是核心只有一点,满足应用高性能、低功耗的需要。在此,Dorsey特别提到汽车市场的应用。他指出:无人驾驶技术等会对于处理性能提出更高需要,通用处理器、摩尔定律的发展趋势难以满足这样的需要,因此未来FPGA必将会大有作为,而这也是FPGA市场快速发展的重要原因。

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汽车行业入需求拉动

  处理器加减法

“我的如意郎君是位盖世英雄,有一天他会踩着七色的云彩来娶我,我猜中了开头,可我猜不着这结局。 ”这是电影《大话西游》紫霞仙子对自身的概括。Altera的未来恐怕也是如此,通用处理器、FPGA相得益彰,这是可以看到的,但恐怕英特尔预见到了未来未必只是如此。

功耗高,这似乎已经成为云计算时代通用处理器的死穴,但恐怕英特尔未必会甘心与此。下一代通用处理器如何设计,从多核,到通用处理器,设计方法一直是加法;未来,考虑功耗问题,处理器设计也许会用减法,借助新的Omni-Path这样的高速互连技术解决问题,尽管外部连接没有办法和片上连接比拟,但这是一种思路。

下一代通用处理器设计上,会吸收更多FPGA的思路吗?果真如此,未来市场会如何演变,这就是无法预料的!对吗?

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