兩個月前，也就是曾經的FPGA巨頭Altera被英特爾收購的4年之后，英特爾推出了“全面借助自身能力”開發的新一代FPGA產品——Agilex。與此前Altera推出的Stratix、Arria、Cyclone、Max等產品系列完全不同，Agilex是一個全新的FPGA系列，“體現了你能想象到的所有與Intel相關的技術資源”，被英特爾寄予了更多的期待。

這里所提到的“相關技術資源”，基本上等同于英特爾在2018年底“架構日”上所提出的制程和封裝、架構、內存和存儲、互連、安全、軟件這“六大技術支柱”。盡管當時英特爾官方表示將會盡快把六大技術支柱運用于自己的整個工程部門，落實在已經或即將推出的產品與技術規劃中。但只用了不到半年的時間，Agilex FPGA就成為“六大技術支柱”落地的最佳載體，英特爾強大的系統研發和整合能力可見一斑。

窺一斑而知全豹

Agilex是Agile(敏捷)和Flexible(靈活)兩個詞語的結合體，而這兩個特點也正是現代FPGA技術最為核心的兩大要點。英特爾在2015年時就承諾說未來會根據不同的客戶需求提供不同點5的異構架構，包括：分立的CPU+FPGA、封裝集成的CPU+FPGA、以及將Intel CPU/FPGA/ARM三者進行管芯集成的FPGA。

理由是顯而易見的。通過集成，不但能夠降低延時，提高效能和性能/瓦，更可以統一處理器和FPGA之間的工具流程，為不同的性能需求提供更廣泛的體系結構支持。4年之后，Agilex FPGA通過異構架構，實現了對不同制程工藝、不同邏輯單元之間的集成，在靈活性和定制化方面實現了突破。

根據英特爾2月份的基準測試，Agilex在最大時鐘速率(Fmax)上比Stratix 10提高了40%，而總能耗降低高達40%。此外，Agilex還具有高達40 TFLOP的DSP性能(FP16配置)和92 TOP DSP性能(INT8配置)。

坦率的說，僅憑異構架構這一點，Agilex FPGA其實是無法實現上述性能指標的，那么，Agilex FPGA中還隱藏著哪些不為人知的“黑科技”呢？

．10納米工藝和高級3D封裝

對于英特爾這樣擁有“端到端”解決方案的半導體巨頭來說，擁有先進的半導體制程技術和封裝技術，是構建領先產品的基礎與關鍵。在架構日以及隨后的CES 2019展上，英特爾相繼展示了覆蓋云到端的10納米產品，包括“Ice Lake”PC 處理器、“Lakefield”客戶端平臺、“Snow Ridge”網絡系統芯片、“Ice Lake”英特爾至強可擴展處理器，以及被外界視為繼2018年推出的嵌入式多芯片互連橋接(EMIB)封裝技術之后，又一個具備“里程碑”意義的創新突破——“Foveros”3D封裝技術。

為了確保性能的一致性，Agilex FPGA器件核心的FPGA邏輯結構芯片同樣采用了英特爾10納米芯片制程技術構建，這也是目前世界上最先進的FinFET制程技術之一。同時，Agilex還融合了英特爾專有嵌入式多芯片互連橋接（EMIB）集成的 3D 異構系統級封裝（SiP）技術，它提供了一種高性能、低成本的方法，有助于將Chiplets和FPGA邏輯結構芯片集成至相同的封裝中。

．第二代英特爾HyperFlex架構和Chiplets架構

Agilex FPGA的邏輯結構芯片采用了第二代英特爾HyperFlex架構，除了與第一代架構一樣，在整個核心結構中都使用額外的寄存器Hyper-Registers外，二代架構還提升了整體結構性能，同時最大限度地降低了功耗，其中最顯著的一項改進是在超級寄存器中添加了高速旁路。

而Chiplets是一種物理IP模塊，可通過封裝級集成方法和標準化接口集成其他Chiplets。借助Chiplets這種混合搭配模式，收發器數量不再受通道數量的限制。設計人員要想增加或減少收發器通道數量，只需添加所需的收發器Chiplets即可，無需重新布局芯片以集成不同數量的通道。僅此一項，英特爾就將單個收發器通道的速度從58Gbps提升到112Gbps。

．高性能處理器接口

在數據中心里作為CPU的硬件加速器，用來加速深度學習的模型訓練、金融計算、網絡功能卸載等各類應用，是當前FPGA的一個主要應用場景。但該領域亟待解決的核心問題之一，就是緩存一致性。換句話說，歐洲服務器租用，就是必須要明確CPU與硬件加速器之間的內存互聯協議。

今年3月，英特爾宣布聯合微軟、阿里、思科、戴爾EMC、Facebook、谷歌、惠普企業HPE和華為等公司，共同推出一個全新的互聯標準，取名為Compute Express Link(CXL)，應用目標鎖定互聯網數據中心、通信基礎設施、云計算與云服務等領域，而這也正是FPGA大顯身手的重要平臺。