Xilinx: lý do tại sao AMD có được nó

Có những thị trường mà chúng tôi nhận thấy có sự cạnh tranh trực tiếp từ AMD , Intel trong bộ xử lý và NVIDIA trong cạc đồ họa, có sự hiện diện lớn hơn nhiều so với những loại có màu đỏ và đó là lúc danh mục công nghệ Xilinx đóng góp nhiều cho công ty do Lisa Su lãnh đạo, vì nó sẽ cho phép họ tiếp cận các thị trường mà trước đây họ không thể tiếp cận, với những giải pháp mà trước đây họ không thể thực hiện được.

Và Xilinx có thể mang lại những gì cho AMD? Chà, một sự hiện diện đáng kể và sự cắt giảm-cạnh công nghệ trong 5G, mạng, ô tô thông minh và đặc biệt là về mặt thông tin liên lạc , những thị trường mà AMD không có mặt do thực tế là sự phát triển của các công nghệ của họ đã không theo đúng nghĩa đó, nhưng vấn đề sâu hơn rất nhiều và cần phải phân tích chi tiết.

FPGA đến với AMD từ Xilinx

Cần phải lưu ý rằng Xilinx là một công ty chuyên phát triển FPGA, mặc dù họ cũng cấp phép cho mã mô tả phần cứng như IP để tải trong FPGA của họ và có các chức năng cụ thể trong các lĩnh vực khác nhau.

Chúng ta có thể so sánh giao dịch mua này với giao dịch mua mà AMD đã thực hiện vào thời của ATI Technologies; Lisa Su đã từ bỏ ý tưởng triển khai công nghệ Xilinx trong bộ vi xử lý AMD tại CES 2019, nơi một trong những trang trình bày có khái niệm “FPGA Accelerator”. Kể từ đó, chúng tôi không nghe thấy bất cứ điều gì đơn thuần là AMD không có bộ phận FPGA cho phép họ phát triển chúng.

Trước hết, chúng ta phải hiểu khái niệm về bộ gia tốc là gì: chúng là những bộ đồng xử lý được dành riêng để thực hiện các tác vụ cụ thể trong một bộ xử lý, nhưng chúng thực hiện chúng bằng cách sử dụng một khu vực chip nhỏ hơn nhiều so với một bộ xử lý hoàn chỉnh và với một mức tiêu thụ rất nhỏ.

Ví dụ về loại bộ gia tốc này có thể là bộ giải mã video được tích hợp vào SoC hoặc GPU; Vấn đề với bộ giải mã này là nếu một loại định dạng video mới xuất hiện, chúng tôi không thể thay đổi mạch của nó để nó có thể tái tạo nó, nhưng với FPGA, đổi lại chúng có kích thước phức tạp hơn một chút, chúng có thể được cấu hình lại. để hỗ trợ các tiêu chuẩn mới hoặc cải thiện hiệu quả của bạn.

Ưu điểm khác là nó cho phép chúng tôi tổ chức lại hoàn toàn mục đích trong các máy gia tốc khác nhau. Hãy tưởng tượng rằng chúng ta có một bộ điều khiển hiển thị được triển khai thông qua FPGA trong SoC, nhưng chúng ta sẽ chỉ sử dụng một màn hình hoặc có những giao diện mà chúng ta sẽ không sử dụng. Ở cấp độ người dùng, chúng ta có thể làm cho bộ điều khiển màn hình tải một IP đơn giản hơn và các cổng logic của bộ phận hoặc bộ phận FPGA có thể được sử dụng cho các tác vụ khác phù hợp hơn với nhu cầu của từng khách hàng.

Ảnh hưởng của FPGA đối mặt với trí tuệ nhân tạo

Nếu chúng tôi thực hiện phân loại về thiết kế nào phù hợp nhất cho các thuật toán trí tuệ nhân tạo, thì kết luận sẽ là những thiết kế thuộc loại MIMD, nhiều lệnh và nhiều dữ liệu, là những thiết kế có lợi thế hơn so với các kiến ​​trúc còn lại.

Vì CPU là vô hướng và thường có một chút SIMD, và GPU chủ yếu là SIMD và có ít quy mô, nên cần phải tạo lõi với ALU thực thi MIMD để triển khai các thuật toán thông minh. nhân tạo. Đó chính là thời điểm mà FPGA xuất hiện vì chúng có thể được định cấu hình để hoạt động như nhiều lõi khác nhau hoạt động song song và điều này đã khiến nhiều triển khai AI không dựa trên ASIC hoặc chip chuyên dụng cao mà dựa trên việc triển khai FPGA như mạng nơ-ron hoặc tâm thu mảng.

Đây là thị trường mà AMD không thể tiếp cận vào lúc này vì các lõi mà họ đã chuyên môn hóa suốt thời gian qua không được chuẩn bị để đáp ứng những nhu cầu đó, nhưng với việc mua lại Xilinx, nó có thể có quyền truy cập và giải quyết một trong những nhiệm vụ đang chờ xử lý của AMD. sự mở rộng của nó. Chúng ta có thể thấy một dòng vi xử lý AMD mới dựa trên chiplet, nhưng trong đó một hoặc nhiều chiplet là FPGA. Điều này sẽ cho phép AMD cạnh tranh trực tiếp với Intel ở những thị trường đó, nhưng lý do tại sao AMD đưa ra đề nghị mua Xilinx cũng liên quan đến cách thiết kế chip của tương lai.

Nhưng đây không phải là lý do duy nhất và hiện tại đang có sự thiếu hụt trong AMD khiến việc mua lại Xilinx rất quan trọng đối với họ.

Lý do thứ hai khiến AMD quan tâm đến Xilinx: Sự ra đời của NoC

Khái niệm NoC là thứ bạn sẽ nghe và đọc rất nhiều trong những năm tới. NoC là viết tắt của mạng trên chip vì nó là viết tắt của Network on a Chip. Ý tưởng là đưa khái niệm mạng cục bộ đến các bộ xử lý và ngừng sử dụng ma trận kết nối để giao tiếp các phần tử khác nhau trong SoC hoặc MCM.

Ý tưởng rất đơn giản: mỗi phần tử độc lập của kiến ​​trúc được gắn với một bộ thu phát hoặc bộ định tuyến… hãy nghĩ về nó như thể chúng ta đang lắp một bộ điều hợp mạng cho mỗi phần tử. Thay vì có một ma trận trung tâm, trong đó tất cả các phần tử được kết nối với nhau, những gì chúng ta có là mỗi phần tử của hệ thống có bộ thu phát của nó, bộ thu phát này chỉ phải “quay số” của một phần tử khác của cơ sở hạ tầng để giao tiếp với nó. .

Và đây không phải là thứ mà AMD sẽ mang đến độc quyền, nó là một xu hướng mà tất cả các nhà thiết kế bộ xử lý bao gồm cả Intel và NVIDIA sẽ tích hợp. Một ví dụ về NoC đã được NVIDIA cho chúng tôi xem với chip RC-18 thử nghiệm.

GRS trong NVIDIA RC-18 không hơn gì bộ thu phát giao tiếp từng chiplet nhỏ với các chiplet lân cận, nhưng điều khiến chúng tôi quan tâm ở đây là những gì AMD có thể thực hiện và đó là có một cấu hình 2.5DIC tiềm năng dựa trên triển khai giao diện truyền thông trong Interposer. Để đơn giản hóa mọi thứ, mỗi bộ xử lý và bộ gia tốc sẽ được giao tiếp thông qua Interposer, đây sẽ là một NoC và sẽ được kết nối theo chiều dọc với nó.

Phần của các CPU và SoC AMD hiện tại sẽ chuyển đến Interposer và sẽ trở thành NoC là cầu bắc, được gọi là Scalable Data Fabric hay SDF, sẽ không còn là ma trận kết nối cổ điển nữa.

Nhưng trong tất cả những điều này, FPGA phát huy tác dụng ở đâu? Chà, trong mọi mạng, chúng ta cần một bộ điều khiển mạng tích hợp được gọi là NIC, và đó là lúc việc triển khai FPGA có ý nghĩa nhất, để có thể thực hiện những gì truyền thống được gọi là SmartNIC.

Bộ điều khiển mạng tích hợp "thông minh"

Lý do tại sao AMD có thể quan tâm đến Xilinx là để triển khai cái mà chúng tôi gọi là SmartNIC, một loại đơn vị mà với sự xuất hiện của NoC đang trở thành một trong những yếu tố quan trọng nhất để thiết kế các kiến ​​trúc mới dựa trên mô hình này.

Các card mạng đã gắn bó với chúng ta kể từ chiếc PC đầu tiên, chúng được gọi là NIC trong tiếng Anh vì chúng là từ viết tắt của “Network Interface Card” và chúng ta sẽ sớm nhận ra rằng các bộ định tuyến mà chúng ta đã đề cập trong phần trước chính xác là NIC. Nhưng chúng ta không thể chỉ làm cho chúng phức tạp hơn một chút? Rốt cuộc, chỉ gửi các gói không hoàn toàn hiệu quả.

Ý tưởng sẽ là triển khai SmartNIC trong một FPGA, cho phép chúng tôi tích hợp bộ điều khiển mạng với các tính năng bổ sung như bộ gia tốc chịu trách nhiệm nén và giải nén dữ liệu được gửi từ bộ xử lý này sang bộ xử lý khác một cách nhanh chóng hoặc từ bộ nhớ sang bộ xử lý . Nhưng chúng tôi cũng có thể tích hợp một bộ xử lý chịu trách nhiệm quản lý việc phân phối gói hàng mà không cần trung tâm CPU hoặc một loại bộ xử lý khác phải tham gia vào quá trình hậu cần dữ liệu, vì vậy ý ​​tưởng không gì khác ngoài việc triển khai các bộ tăng tốc trong bộ định tuyến của từng phần tử là một phần của NoC.

Đó là với sự ra đời của NoC, sự quan tâm của ngành công nghiệp trong việc áp dụng chúng trong các sản phẩm tương lai bao gồm AMD và danh mục truyền thông mà Xilinx có khi chúng ta xem toàn bộ câu đố và chúng ta có thể thấy ý nghĩa của việc AMD quan tâm đến việc mua Xilinx, và không chỉ để triển khai các bộ tăng tốc thông qua FPGA, nhưng cũng như đối mặt với thị trường trí tuệ nhân tạo và để phát triển các SmartNIC cho các NoC mà các thiết kế trong tương lai sẽ xoay quanh, mà trong một thời gian ngắn có vẻ như sẽ không còn trong tương lai.