<
יום ראשון , פברואר 18 2018
מבזקים
דף הבית > כתבות IT מגזין > Intel PSG: אינטל פתחה את ה-ZOOM הטכנולוגי עם יכולות חדשות בעולם ה-FPGA

Intel PSG: אינטל פתחה את ה-ZOOM הטכנולוגי עם יכולות חדשות בעולם ה-FPGA

ניהול IT עובר בשנים האחרונות שינויים רדיקלים לאור התפקיד ההולך וגדל של התחדשות תשתיות והטמעת קריטריונים עסקיים בתחום שנחשב עד כה כ"מבצר של הגיקים" –  המחלקה בארגון שמעניקה תשומת לב לטכנולוגיות מתקדמות עוד לפני שמתחילים לדבר על כסף ועל הלימה של מטרות הארגון

מאת: יהודה אלידע

הטרנספורמציה הדיגיטלית , שבשנים האחרונות אנו נכנסים לשלב המכריע שלה , היא סיפור שהתחיל לפני 45 שנה , כאשר חברת הייטק צעירה בשם אינטל קיבלה החלטה היסטורית “לחשוב מחוץ לקופסא " . הרעיון היה לפתח שבב מהפכני , ליבה מוכללת של מחשב רב –שימושי ( ) CPU על שבב יחיד ובכך לגשר בין טכנולוגית היצור המתקדמת ביותר של ראשית שנות ה – ) LSI  ( 70 לבין ארכיטקטורה מתקדמת , שמאפשרת לבנות מחשבים אישיים )לימים נודעה בכינוי ) X 86 במחיר שווה לכל כיס . אינטל הייתה אז אחת מבין 7 חברות שנוצרו על ידי סטארט -אפיסטים פורצי דרך , שיצאו ממעבדות חברה וותיקה בשם Fairchild ובדמיונם הקודח חזו עולם דיגיטלי המבוסס על רכיבים אינטגרטיביים (IC ). החברות החדשות פרסו לפני יצרני המחשבים ספקטרום מדהים של רכיבים מהפכניים מהם אפשר לבנות עולם חדש , דיגיטלי , שכיום קשה לנו לדמיין איך אפשר בלעדיו . מלבד מעבדי CPU ורכיבי זיכרון ) RAM ו – ) EPROM הם המציאו את המעבדים הגרפיים ) ) GPU ורכיבי תקשורת ) LAN ו – ) MODEM אינטגרטיביים , מעבדים משובצים ) ) Embedded בציוד אלקטרו -מכני ושבבים לוגיים הניתנים לעיצוב סופי בתוכנה )שבבי , PGA קיצור של  Programable Gate Array כלומר מטריצות “שערים לוגיים "סטנדרטיים, שמקבלות משמעות פונקציונלית באמצעות רשת החיבורים ביניהם, שניתנת לתיכנות לאחר הייצור). בשלב מתקדם יחסית נוספה היכולת לבצע את התכנות “בשדה " , באמצעות “צריבת תוכנה " ללא צורך בשינוי כלשהו של מעגלי השבב במהלך היצור. לרכיבים החדשים קראו , FPGA שפירושם Field Programable Gate array.

וינסנט הו

וינסנט הו

ב"חדר הנקי" נפתח הפער הטכנולוגי

במשך 40 שנה אינטל מיקדה את התעניינותה בפיתוח ויצור סדרתי של CPU כאשר על הכוונות שלה אסקלציה מתעדכנת של מטרות גבוהות יותר ויותר . הדור האחרון של מעבדי X 86 מגמד בביצועיו את מחשבי העל של המאה ה -20 וזאת תוך הורדת המחיר ב – 99 אחוז ויותר , הקטנת צריכת האנרגיה בפקטור של יותר מ – 1000 ושיפור האמינות לרמה שנחשבה דמיונית . חלק מההצלחה של אינטל נזקף למיקוד החזק על נכסי הליבה של הארכיטקטורה , בלי להתבזר לנושאים פריפרליים , וחלק לא פחות חשוב, הוא פועל יוצא של פיתוח טכנולוגית יצור חסרת תחרות . המפעלים של אינטל מייצרים שבבים שלא ניתן לייצרם באחד מ "בתי יציקת סיליקון" (Silicon Foundries) הרבים, שצצו בעיקר במזרח אסיה. הבעיה של חברות שבבים אחרות הייתה הבלבדיות של אינטל בטכנולוגיות יצור מהפכניות . תהליכי היצור שהומצאו במפעליה נשמרו לטובת מעבדי אינטל בלבד ולכן שבבים של יצרנים אחרים בהכרח צעדו בדור אחד או שניים אחרי טכנולוגיית ה – CPU. המצב הזה השתנה מקצה לקצה כאשר מנכ"ל אינטל הנוכחי , בראיין קרזניץ ' , החליט שהחברה הדומיננטית בעולם הדיגיטלי צריכה להתחרות גם בתחומים שבעבר נחשבו ל "גומחות " קטנות מדי עבורה . מאז ההחלטה הכריזה אינטל על מוצרים פורצי דרך בתחום הזיכרון , מאיצי גרפיקה , תקשורת רחבת פס , ממשקים אופטיים – ועכשיו על כניסה דרמטית לתחום ה – FPGA על ידי רכישת אחת המובילות בתחום , חברת Altera והפיכתה לחטיבה חדשה בתאגיד העולמי . “החלוקה הישנה לתחומים פונקציונליים כבר אינה רלוונטית ", אומר וינסנט הו  (Hu) סגן נשיא לחדשנות ותכנון אסטרטגי בחטיבת PSG באינטל . "כחלק משאיפתה של אינטל ליצור ערך נוסף המבוסס על בינה מלאכותית , ה – FPGAs משלימים את מעבדי הבינה המלאכותית ממגוון סיבות " , מוסיף וינסנט הו . הוא מתייחס ל – FPGA כאל מנוע מצוין לוויסות העומסים והאצה של מעבדי אינטל. " FPGAs תומכים במודלים שונים של ויסות עומסים, אחסון ועיבוד inline לתפוקה גדולה ובזמני שיהוי קצרים ודטרמיניסטיים . הודות לאופייה של ארכיטקטורת , FPGA אנו יכולים להשיג האצה משמעותית ביעילות האנרגטית כאשר אנו מאיצים פונקציה מסוימת עם . FPGAs לדוגמה, Arria 0 משיג שיפור של פי 5 בהטמעה של AlexNet בהשוואה ל – Xeon ללא FPGA. כיום, כאשר למידת מכונה מחלחלת להרבה תעשיות ויישומים , ה – FPGA's מעניקים יתרון תחרותי . בתחום המתפתח במהירות של בינה מלאכותית , המפתחים מחפשים פתרונות גמישים שיוכלו להשיק במהירות ויאפשרו להם ללטש את ההיצע שלהם במקביל להתפתחות הדרישות של הלקוחות . FPGAs מסתגלים לעומסי העבודה, הטופולוגיות והדיוקים השרירותיים המתוחכמים ביותר כיום. יכולת התכנות בשטח משמעותה שניתן יהיה להוסיף את הטופולוגיות, הדיוקים והיישומים העתידיים לאחר הפריסה, מה שיסייע בהכנה לעתיד של ההשקעה בבינה מלאכותית." ולסיום , החוסן המרכזי של אינטל הוא ההסתמכות שלה על חוק מור. את חוק מור ניסח גורדון מור, ממייסדי אינטל. ב- 1965 הוא הבחין שמספר טרנזיסטורים לכל אינץ ' רבוע במעגל משולב הוכפל מדי שנה מאז המצאתם. חוק מור חוזה שמגמה זו תמשיך בעתיד הנראה לעין. למרות שהקצב הואט, מספר הטרנזיסטורים לאינץ ' רבוע הוכפל מאז מדי 18 חודשים לערך. FPGs שהינם die גדולים עם מספר רב של מבנים סדירים, מפיקים תועלת רבה מחוק מור.

S10 imageשדה חדש של אתגרים לממציאים והזדמנויות חדשות למשקיעים

בכל הנושאים שציינתי לעיל – ואלה הרי האתגרים של התעשייה ל – 20 השנים הבאות – נוצרו הזדמנויות נפלאות לממציאים יצירתיים ולמשקיעים בעלי חזון ואומץ , לקבוע יתרונות תחרותיים ולכבוש פסגות הודות לטכנולוגיה חדשנית . לפעמים אפילו להמציא קטגוריות מוצרים חדשות , כמו רכב אוטונומי , איברים ביוניים , הצפנה קוואנטית או מחשוב קוגניטיבי . נכון, אפשר למצוא מענה כמעט לכל אתגר בתוכנה הרצה על מחשב קונבנציונלי עם CPU מסורתי וכלי התוכנה שאינטל פיתחה עבורם . אבל בהרבה מקרים הפתרון הקונבנציונלי יקר מדי כשהוא נדרש לעמוד ברמות ביצועים גבוהים , במיוחד ביישומי זמן אמיתי, ואז הפלטפורמה המסורתית היחידה שמסוגלת לעמוד בדרישות היא Super Computer מסיבי. ברור שצריך לפתח טכנולוגיה חלופית להאצת הביצועים , במחיר כלכלי יותר , בגודל הגיוני ותוך צריכת אנרגיה צנועה , שמאפשרת מימוש במכשיר נייד ללא דרישות קירור מופרזות . עד לרכישת Altera המענה של אינטל הגיע בתבנית של “כרטיסי האצה " , יחידות נתקעות שכוללות עשרות מעבדי CPU ממשפחת Xeon ובנוסף מארחות עשרות מעבדים גרפיים ((GPU שמצטיינים בצורת העבודה שנקראת Data ingle , Instruction Multiple )שלפעמים קוראים להם “מעבדים וקטורים " ( . אבל יש חלופה אטרקטיבית עוד יותר אם מזווגים באותו מארז CPU עם רכיבי FPGA שתוכנתו ייעודית לצורך בהאצה ספציפית . כך אתם מזווגים את הגמישות האינסופית של CPU )ואיתו כל היישומים ותוכנות המערכת שפותחו לסביבת ) X 86 עם המהירות האינהרנטית של FPGA כחומרה ברוטלית אותה אפשר לכוון לנקודות קריטיות באלגוריתם , בהן הגישה הישירה לחומרה “חותכת את הקשר הגורדי " .

intel-corporation-officeשידוך שנוצר ברקיע הסיליקון

לשידוך הזה אינטל הקלאסית מביאה נדוניה פנטסטית . לא רק את מערכת היצור המתקדמת בעולם הסיליקון , גם מערכת שיווק עולמית שתומכת בכל רגע נתון באלפי פרויקטים של קבוצות פיתוח סביב העולם ; מפת דרכים שמגדירה את הטכנולוגיה לפחות שני דורות קדימה ; נקודות השקה בכל התעשיות המתקדמות , החל במכוניות חכמות וכלה בתקשורת ; G5 ספריית תוכנה עצומה ופלטפורמות פיתוח חומרה , ברמת כרטיס וברמת מערכות. “וגם ל – Altera היה מה להביא " , אומר וינסנט הו. "אלטרה הגיעה לרכישה כאשר חלק מהטכנולוגיה שלה מבוסס על אינטל , " אומר הו . "ה – Stratix 0 FPGAs שלנו מיוצרים בטכנולוגיית nm Finfet 14 של אינטל . Stratix 10 היא ספינת הדגל שלנו ומשפחת FPGA ברמה גבוהה. אנו כבר עובדים על הדור הבא של משפחות FPGA שעושות שימוש בטכנולוגיית התהליך 10 ננומטר של אינטל . ב – Stratix 10 השתמשנו בטכנולוגיית EMIB Embedded Multi-die Interconnect)  ) בכדי לחבר מספר רב של (צ 'יפלטס)  Chiplets (SerDes זיכרון) core fabric בכדי להטמיע התקן FPGA שלם. אנו מצפים להיות אגרסיביים יותר באסטרטגיית הצ 'יפלטס שלנו בעתיד . בניית מערכות מורכבות על גבי צ 'יפלט אחד תעניק ללקוחות יתרונות רבים . משמעות הדבר שנוכל ליצור מוצרים נגזרים במהירות תוך שימוש בלבני בניין פחות מורכבות על מנת למלא צרכי שוק ספציפיים . אנו יכולים גם לשלב סיליקון הטרוגני במארז יחיד ולהפחית בכך את צריכת החשמל , העלות והמורכבות ברמת הלוח . יש טכנולוגיות המוטמעות באופן הטוב ביותר בטכנולוגיית תהליך שונה מזו המשמשת ל – core, FPGS למשל , טכנולוגיית SerDes עשויה להתאים יותר לטכנולוגיית תהליך בוגרת יותר המטפלת במעגלים אנלוגיים . השימוש בצ 'יפלטס מאפשר לנו לבנות מערכות מורכבות תוך שימוש בטכנולוגיה הטובה ביותר לכל מרכיב ב – . FPGA אנו עדים לצורך גדל לכלול אפילו ASICs של הלקוחות במארז. אנו יכולים להשתמש בתשתית הצ 'יפלט לשם כך." זה מהפכני משום שהאינטגרציה מאפשרת למפתחי תוכנה לעבור משלב עיצוב הפתרון הקונספטואלי לשלב הייצור הסדרתי בלי להתעכב על שלב פיתוח חומרה , שכולל לפחות חיווט כרטיסי ניסוי ואופטימיזציית קדם -יצור , ואחר כך התאמת ה – Prototype לתצורה שתיוצר סדרתית בפועל. במיוחד, כאשר מדובר בסדרות קצרות יחסית , אין צורך בפרויקט ASIC יקר וגדוש בסיכונים טכנולוגיים. עם פתרון System n Package אתם מקבלים את כל ה "אסים " ביד אחת: ורסטיליות של מעבדי , X 86 חומרה מתוכנתת של , FPGA רכיבים פריפריאליים כמו זיכרון או שערי תקשורת סטנדרטיים, תצורה קומפקטית וצריכת אנרגיה מינימלית ".

digital-transformationFPGA המאיץ האוניברסלי של ביצועי-על

השילוב של ביצועי FPGA עם ריבוי ליבות CPU מאפשר לאינטל לספק מענה לכמה שווקים שבעבר נחשבו מנותקים זה לזה . "אנו מתייחסים ל – FPGAs כאל מאיץ וורסטילי ורב -תכליתי שאנו יכולים לשלב עם בינה מלאכותית עבור מספר יישומי שוק שונים במרכז הנתונים ובענן , ניתן לתכנת מחדש את ה – FPGAs באופן דינמי לביצוע מספר רב של עומסי עבודה שונים לרבות טרנסקודינג של וידיאו , האצת מנועי חיפוש, בדיקת packet מעמקה , עיבוד אבטחה ואנליטיקה של ביג דאטה . הצבת FPGA במרכז הנתונים מונעת את הצורך לפרוס סיליקון שנבנה למטרה ספציפית עבור עומסי עבודה ספציפיים כגון GPU לטרנסקודינג שח וידיאו , מעבד רשת לבדיקת packet מעמיקה או ASIC להאצת חיפוש. בתקשורת האלחוטית, תקן ה-G5 ממשיך להתפתח במארזים חדשים ואפשר להשתמש ב – FPGAs כדי להכין את התכנים לעתיד באמצעות אפשור של תכנות מחדש שיענה על שינויים בתקנים כדי ליצור פתרון ספציפי ללקוח ברדיו או ב- baseband בתשתית רשת , המעבר להטמעות NFV שרצות על חומרת קומודיטי המבוססת על מעבדים סטנדרטיים הוא הזדמנות נוספת ל – FPGAs הם גם מסוגלים להאיץ את הביצועים הדרושים להטמעת פונקציות רשת וירטואליות באמצעות תוכנה וניתנים לתכנות מחדש להשגת פונקציות ספציפיות שונות (Virtual Broadband Network Gateway) פיירוול וירטואלי וכד'.  כמה שווקים מרכזיים יפיקו תועלת מהשילוב של בינה מלאכותית עם , FPGA בהם הערים החכמות, שלנו לקלים ופרודוקטיביים יותר למשתמש עם זמני הידור קצרים יותר וטביעות רגל קטנות יותר של הזיכרון . אנו מאפשרים גם רמות גבוהות יותר של כניסה לתכנון עם כלים כגון OpenCL המאפשר גישה של שפת C לתכנות FPGA במערכת המתארחת ב – CPU וכלי של High Synthesis Level היוצר IP היישר ממבני שפת C. הקמנו קבוצת חוויית לקוח שמנסה להקל על המחקר , הבחירה והתכנון עם כלי ה – FPGA שלנו המוקד החשוב השני שלנו הוא פיתוח פתרונות שלמים ומוכנים לשוק . אלה כוללים כלי תכנון ומסגרות ברמה גבוהה לתכנון בינה מלאכותית + FPGA לרבות . Xeon Acceleration Stack פיתוח למידה עמוקה לספריות ומרכיבי ספריות פרימיטיביים אחרים בכדי לקצר את זמן הפיתוח ל – FPGAs ומסגרות להטמעת בינה מלאכותית כגון Caffe , Tensor Flow וכד'. יש לנו ידע משמעותי בפישוט התכנון של FPGAs ואנו משלבים אותו בעוצמת ההשקעה של אינטל בתוכנה ובאקוסיסטם ככדי לספק ללקוחות ערך חסר תקדים.

פיתוח החומרה כחלק מעיצוב הפתרון השלם

במילים פשוטות , אנו רוצים לפשט את הפיתוח של מערכות חדשניות שכוללות חומרה במודל + CPU FPGA למצב בו נמצאים מפתחי יישומים בתוכנה נטו. "המטרה שלנו היא לאפשר למתכנתי תוכנה או למתכנני חומר להיכנס לכל רמת אבסטרקציה שהם בוחרים . הם יכולים לעבוד ברמה נמוכה מאוד עם שפה התנהגותית כדי להשיג שליטה אולטימטיבית בהטמעת ה – FPGA או לפעול ברמה גבוהה יותר של תכנון מערכת ב – OpenCL או ++ + C/C ולבטל את הצורך בהידור התכנית של ה – , FPGA לראות קוד FPGA או לתכנן לוחות." טכנולוגית המארז הרב -שבבי ) Multi-Chip Packaging של אינטל מתבססת על שיטת חיבור מעגלים וממשק אלקטרוני מהפכנית , שמצד אחד מחליפה את “לוח האם " המסורתי בהעברת אותות חשמליים משבב אחד לשני , ומצד שני לא כרוכה בעלויות העצומות של מארזים רב -שבביים הבנויים על פרוסות סיליקון או קרמיקה . בגישה של אינטל , המעגל לא מודפס כיחידה אחת . רשת החיבורים מפורקת למספר קטעים, כל אחד מקשר שבב אחד לשבב אחר , כל אחד מודפס על שבב זעיר , פשוט וזול ליצור . שבבי המעגל מוצמדים לשבבים הלוגיים לאחר שאלה הותקנו במקומם במארז ואז המארז נחתם ועובר לעיבוד הסופי לפני היציאה מהמפעל ללקוח .בסוף התהליך , הלקוח מקבל רכיב שמתנהג כמו שבב סיליקון מונוליתי, אומר הו "אנו מאמינים שמארזים רב -שבביים יאפשרו לנו לפתח פתרונות חסכוניים שמספקים יתרונות משמעותיים מבחינת צריכת חשמל מופחתת , מורכבות הטמעה פחותה תכנון פשוט יותר של הלוח ופרודוקטיביות גבוהה יותר בפיתוח . מוצרים אלה יבואו עם הביטחון הנובע מהגיבוי של אינטל , האיכות של אינטל והמחויבות שלה לתמיכה ארוכת טווח".

אודות מערכת ITNEWS מאיר עשת

מנהל/עורך אתר ITNEWS. בוגר כלכלה ומנה"ס באונ' בן גוריון ו- MBA בירושליים. בעבר: כהן כיועץ כלכלי מטעם המדינה בהולנד ובהודו. היה סמנכ"ל שיווק בברדר, משנה למנכ"ל בסטארטאפ TVNGO, מנהל IT מגזין של גלובס בשלוש שנים האחרונות.
נגישות