بهبودی شگرف در پهنای باند با تراشه‌های جدید FPGA اینتل؛ مشکل گلوگاه حافظه حل شد

شرکت اینتل امروز Intel Stratix 10 MX FPGA را معرفی کرد. این اولین FPGA یکپارچه‌شده با حافظه DRAM با پهنای باند بالاست که سرعتی بی‌نظیر را در اختیار مصارفی مثل ابررایانه قرار می‌دهد و مشکل گلوگاه را رفع می‌کند.

Intel Stratix 10 MX با یکپارچه‌سازی FPGA و HBM2 (حافظه DRAM با پهنای باند بالا) می‌تواند تا 10 برابر پهنای باند بیشتری نسبت به سیستم‌های دارای حافظه DDR مستقل، ارائه دهد. این پهنای باند بسیار بالا، FPGA جدید اینتل را تبدیل به شتابگری چندمنظوره برای محاسبات فوق‌سنگین (مثل ابررایانه‌ها)، مراکز داده، استفاده‌های مجازی‌سازی شبکه (NFV) و تمام کاربردهایی که نیاز به شتاب‌دهنده‌های سخت‌افزاری برای تسریع انتقال اطلاعات حجیم دارند، تبدیل کرده است.

Field Programmable Gate Array که اختصاراً FPGA نامیده می‌شود، یک مدار مجتمع دیجیتال برنامه‌پذیر است. در واقع FPGA تراشه‌هایی هستند با معماری داخلی از پیش تعیین‌شده (توسط شرکت سازنده) که قابلیت پیکربندی برای کاربردهای مختلف را برای طراحان فراهم می‌آورد.

در محیط‌های ابررایانش، قابلیت فشرده‌سازی اطلاعات حجیم و خارج کردن آن‌ها از حالت فشرده، بسیار حائز اهمیت است. FPGAهای مبتنی بر HBM2 نسبت به نمونه‌های مستقل، خیلی سریع‌تر می‌توانند اطلاعات حجیم را فشرده‌ کنند و انتقال آن‌ها را سرعت ببخشند. در کاربردهای ابررایانه‌ای، شتاب سخت‌افزاری بالایی لازم است؛ اینتل با FPGA خود می‌تواند اطلاعات را به صورت بلادرنگ و همزمان بخواند و بنویسید یا آن‌ها را رمزگشایی و رمزنگاری کند. تمام این عملکردها بدون تحمیل بار  زیاد به منابع پردازشی میزبان صورت می‌گیرد.

Reynette Au معاون بازاریابی گروه محصولات قابل‌برنامه‌ریزی اینتل درباره این محصول جدید می‌گوید:

برای اینکه به شکل موثری این مقدار بار کاری پردازش شود، روند افزایش پهنای باند حافظه باید قدم به قدم همراه با حجم بالای داده‌‌ها پیش رود. ما این خانواده از اینتل را که کلاسی جدید از شتاب‌دهنده‌های چندمنظوره مبتنی بر FPGA است، برای بازارهایی نظیر HPC و HPDA (کاربردهایی نظیر ابررایانه) توسعه داده‌ایم.

خانواده Stratix 10 MX FPGA با داشتن HBM2 به صورت یکپارچه، حداکثر پهنای باند 512 گیگابایت بر ثانیه را فراهم می سازد.  HBMلایه‌های DRAM را با استفاده از فناوری TSV بطور عمودی روی یکدیگر قرار می دهد. این لایه‌های DRAM بر روی یک لایه اصلی قرار می‌گیرند و از این طریق به FPGA متصل می‌شوند.

خانواده محصولات Intel Stratix 10 MX FPGA از پل میانی بین چند Die استفاده می‌کند که اصطلاحاً با نام EMIB شناخته می‌شود. حضور EMIB باعث سرعت بخشیدن به ارتباطات بین FPGA و DRAM می‌شود. بدین ترتیب با روشی که از نظر مصرف انرژی نیز بهینه است، مشکل گلوگاه پهنای باند حافظه حل خواهد شد.

اینتل مدل های مختلفی از این خانواده را تولید و ارائه می‌کند؛ از جمله Stratix 10 GX FPGA با ترنسیور (فرستنده-گیرنده) از نوع 28G و Intel Stratix 10 SX FPGA همراه با پردازنده ARM چهارهسته‌ای. قابل ذکر است که خانواده Stratix 10 FPGA از فرآیند تولید 14 نانومتری FinFET اینتل بهره می‌برند.
‌