拆分之前，英特尔FPGA的路要怎么走？

10月4日，英特尔在其官网宣布，将剥离其可编程解决方案部门（PSG），预计将于2024年1月1日开始作为独立业务运营，预计将在发布2024年第一季度财务报告时将PSG作为一个独立的业务部门报告。在未来两到三年内，英特尔打算为PSG进一步IPO，并可能与私人投资者一起探索机会，以加速业务的增长，英特尔保留多数股权。

彼时，芯片界纷纷表示，FPGA格局又要生变。而事实上，英特尔之所以要这样做，主要原因还是FPGA 市场增速太快了，市场潜力依然巨大。而今后上市成为单独公司之后，还能以更快速度向前发展，也能更好地支持客户需求。

当然，在此之前，英特尔的FPGA依然还要接受当今行业的挑战，诸如人工智能、安全等课题。11月14日，2023英特尔FPGA中国技术日上，英特尔详细解析了当前现状与未来FPGA的规划。

英特尔FPGA的三大市场

对于FPGA，很多人存在刻板印象，认为它成本高昂，应用有限。但事实上，FPGA在行业中的应用远比想象中要多。

从英特尔的业绩中我们便可窥探一二，FPGA业务在英特尔一直都是常青树。

PSG在FPGA上扮演了非常重要的角色。从2020年~2021年，英特尔PSG增长速度为16%，而PSG在2021年~2022年间也有较高的增长，持续推动FPGA行业。根据英特尔2023年第二季度财报电话会议中披露，其PSG业务部门的收入同比增长35%，连续三个季度创下历史新高。

未来，英特尔FPGA拥有三个关键市场，英特尔可编程方案事业部副总裁兼网络业务部总经理Mike Fitton博士介绍：

第一是数据中心，IPU是搭配至强可扩展处理器所使用的器件，它相当于是服务器中的服务器，而每一个IPU器件又是基于FPGA而形成。

第二是网络，目前市场发生巨大变化，比如可编程网络的扩张及智能边缘的到来，这需要我们在整个网络当中去进行协同增效，EPF、时间敏感性网络（TSN）、P4可编程解决方案都会是未来市场机会，而英特尔的IPU/SmartNIC就是驱动下一代网络的核心。

第三是嵌入式，比如交通汽车、零售，可以说只要是涉及到我们衣食住行的一切，都在不断利用AI/ML提升生产效率和安全性，而FPGA的自身优异特性，能够降低这一切的TCO。

覆盖低、中、高端的产品组合

占据上述三大市场需要考虑的关键很多，这需要不断推进FPGA技术改进。英特尔可编程方案事业部FPGA芯片产品营销高级总监Lux Joshi介绍，全世界的数字化转型都在增速，这也带动了当今FPGA市场发生巨变，具体包括三个趋势：

第一，芯片创新步伐在不断加快。机器学习与AI发展迅速，与此同时嵌入式AI和以6G主导的未来已至。这就需要有更多创新来应对这些挑战，需要有新技术保证产品能够更快速获得发展，需要有基础的结构，满足多领域不同能力发展。

第二，数据正在激增，现在几乎每个地方都有数据，而且这些数据相互的互连。从过去代际产品到现在代际产品，数据增速变快，但同时，内存和网络也成为限制其进一步发展的瓶颈。必须采用新的网络、DDR5、LPDDR5、HBM2e等最新标准技术，才能跟上市场的步伐。

第三，设计趋向复杂性，FPGA密度不断增加，过去一代产品中增加了两倍，而且也会需要在逻辑层、IP方面更多满足这种密度需要，所以需要有新的IP工具来应对这些挑战。同时AI也在不断发展，这就需要有更多AI能力去应对挑战。

具体来说，为了应对上述趋势，英特尔拥有三大法宝——一是基于芯粒的异构集成，二是内存带宽和内存接口优势，三是大幅提升FPGA易用性。

目前英特尔总计提供了6款先进的全新FPGA产品和平台，覆盖从通信、数据中心到物联网、汽车、工业边缘各类场景应用需求。包括Agilex™️系列产品，Nios®️V软核处理器、开放式FPGA堆栈（OFS）、F2000 IPU平台。

对英特尔来说，Agilex™️ FPGA产品组合是应对不同应用的关键。类似i3、i5、i7、i9，从标号就能明白每款产品的定位。即通过性能划分为Agilex™️ 3、5、7、9，覆盖从低功耗的嵌入式应用，到高性能的数据中心应用。

早在年初，英特尔就预告计划在今年推出15款新FPGA，这一数量超出了英特尔历年来发布的FPGA产品总数。15款计划发布的新品中，已经推出共计11款产品， Agilex™️ 3系列现已推出，Agilex™️ 5有望在明年Q1面世。

Agilex™️ FPGA产品组合具有三个特点：

● Agilex™️非常全面。整个产品组合不仅囊括了最低功耗，也有最高性能及最高带宽的产品，能够全面满足客户需要。

● Agilex™️经过了优化。比如功耗、产品性能，同时产品是能够满足互连需求，而它背后的原理就是用正确的产品去满足正确的应用需求。

● Agilex ™️是统一的。Quartus可以支持所有产品，可以采用类似的设计流，也可以采用共同的架构元素及共同的逻辑结构，帮助工程师更好地在产品中间进行设计迁移。

具体来说，在高性能方面，Agilex™️ 7 F系列和I系列已经出货一段时间，M系列软件和工程样品芯片现已上市。

其中，M系列拥有更高性能，它带来了下一代存储器的标准，可以提供更高密度的逻辑结构。客户可以利用它产品更好地进行内存管理和数据管理，它的高密度性能可以满足大部分关键的工作负载应用，也可以提供超过每秒1TB以上的内存带宽，帮助设计人员将数据从存储器存储到Fabric，英特尔也可以满足客户在DDR5和HBM2e方面需求。

在中端方面，Agilex™️ 5分为经过功耗优化的E系列和更高性能的D系列，E系列将在今年Q4开放抢先体验，并在明年Q1大规模出货。它们都采用了DDR4、DDR5、LPDDR5等，同时提供HPS核心升级，将会推出四核产品应用，客户可以在不同应用间进行精细选择。

在低功耗方面，即将推出的Agilex™️ 3已完成客户前期测试，分为B系列和C系列，Agilex 3 B系列面向电路板和系统管理，包括服务器平台管理（PFM）应用，其I/O密度比英特尔MAX 10更高，外形更小巧，功耗更低；Agilex 3 C系列用于众多垂直市场领域，针对一系列复杂可编程逻辑设备（CPLD）和FPGA应用提供更多功能。

除了FPGA，英特尔还会提供结构化ASIC（eASIC）、ASIC选项。FPGA上市最快也最灵活，eASIC相当于是过渡选项，ASIC则拥有最低功耗和最低成本。

未来英特尔FPGA的重点

首先，AI发展迅速，英特尔也注意到世界的变化，不断布局FPGA在AI和嵌入式AI方面市场。

“不管是从芯片的角度还是软件开发的角度来讲，AI都是我们非常关注的话题。”Mike Fitton表示，FPGA产品可以扮演一个非常重要的角色，它可以在边缘端直接收集到数据再进行AI训练、AI推理，可以更加实时处理更小批量的需求，提供低延迟的特点。

比如说，目前的大语言模型，其实都是在RNN上面，ASIC主要是在CNN上，如果说使用FPGA，可以提供最短的上市时间，最高效的生产力。如果说我们需要有更低的成本或者说更好的功耗，可以移到eASIC之上，如果说有需要，再进一步移到标准的ASIC上。因此FPGA的主要优势就是可以在任何的新型神经网络上进行快速部署，帮助大家降低上市时间，降低所需成本。

其次，在弹性供应链上取得进展，预计交付周期到2023年第四季度达到16周或更短时间，预计生命周期延长至2035年。

根据Mike Fitton的介绍，客户都希望尽可能长的去使用FPGA，希望能为客户提供尽可能长的涉及到FPGA全生命周期的产品服务。

他强调，在明年拆分之后，依然会延续这样的做法。“未来的2～3年，PSG会逐步成为英特尔生态系统当中的独立公司，但是最大股东依然是英特尔，最终的目标还是希望能够保持我们供应的持续性。这对我们终端客户来说也是非常重要的，我们希望通过这样的拆分既可以使英特尔股东价值得到最大化的回报。对PSG来说，也是协同增效的过程。”

另外，英特尔会不断突破FPGA开发难度的问题，Quartus软件就是关键。

根据英特尔可编程方案事业部副总裁兼软件工程总经理薛华介绍，从设计角度来看，Quartus是即以IP为中心，不管是从传统的RTL，还是Nios V处理器、DSP Builder，和HLS Compiler，都可以以一种逻辑一致的方式来处理。因此以IP为中心的Quartus工具编译速度更快，可以进一步推动简单易用，来适应多样化的需求。

Quartus有三个关键点，一是支持客户在芯片诞生前至少12个月就可以开始设计，二是设计周期平均缩短至少30%，三是英特尔不断根据工程师需求提升产品的简单易用性。

最后，2024年，英特尔FPGA还会持续推出更多产品。

Lux Joshi表示，今年年底，Agilex™️ 7的F系列和I系列将会完成，明年会继续完成M系列；今年年底，Agilex™️ 5会给出早期使用用户相应的样品，在2024年会针对Agilex™️ 5持续提升产量；Agilex™️ 3的B系列会在2024年推出。