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Intel, eASIC en un acuerdo para construir hardware personalizado, soluciones de servidor

Hace unas semanas, Intel y la casa de diseño de FPGA Altera casi se casaron antes de que los desacuerdos sobre el precio de compra hundieran el trato. Después de eso, se dijo que Intel estaba buscando nuevos socios, y parece haber encontrado uno. El gigante de los chips anunció hoy que se asociará con la casa de diseño de ASIC eASIC para crear nuevas soluciones de servidor personalizadas para los proveedores de la nube. No está claro si este acuerdo reemplaza un anuncio anterior que hizo Intel sobre su intención de construir FPGAs basados ​​en Altera en procesadores Xeon o si el fabricante construirá núcleos con ambas opciones.

Mucho se ha dicho sobre la amenaza que Intel podría enfrentar o no de ARM en la industria de servidores, pero los chips de ARM, como los de Intel, son CPU de uso general. Las tarjetas gráficas y la industria GPGPU pueden haber hecho grandes avances en el mercado de la computación científica y HPC, pero el uso de dicho hardware es estrictamente complementario a las CPU mismas (e Intel ha capturado parte de ese mercado con su propio Xeon Phi. FPGA y ASIC encajan en esta ecuación, y ¿por qué Intel se asociaría con estas empresas?

FPGA, ASIC y CPU

Comencemos por definir algunos términos. FPGA son las siglas de Field Programmable Gate Array. Normalmente, cuando hablamos de software y hardware, hablamos de ellos como dos áreas distintas de la informática, en las que el software (código) se ejecuta en una CPU de uso general. Los FPGA desvían esta noción de una dicotomía en blanco y negro entre los dos.

FPGA frente a ASIC

FPGA frente a ASIC (pros y contras)

Cualquier FPGA contendrá un conjunto de bloques lógicos programables que el usuario final configura el dispositivo está fabricado. Las interconexiones en chip también se pueden configurar como se desee. Los FPGA modernos a menudo contienen memoria en chip o soporte para estándares de memoria externa como DDR3. Hay ventajas de utilizar una FPGA para determinadas tareas. Debido a que los chips se pueden reprogramar, el usuario final puede modificar su diseño para lograr un rendimiento óptimo en tareas específicas. Por lo general, son más baratos que los diseños ASIC y significativamente más flexibles.

El término ASIC significa Circuito Integrado de Aplicación Específica. Como lo implica el término, un ASIC es un producto que está diseñado para realizar una serie particular de tareas. Los ASIC son más complicados y costosos que los FPGA, y mucho menos flexibles (los ASIC tradicionales no se pueden reprogramar, aunque hay algunos diseños híbridos que ofrecen una capacidad de programación limitada).

Los FPGA son más fáciles de llevar al mercado, cuestan significativamente menos y son mucho más flexibles que los diseños ASIC, mientras que los ASIC ofrecen importantes ventajas de rendimiento y eficiencia energética, pero tardan más en comercializarse y cuestan mucho más. Qué solución es «mejor» depende completamente de los requisitos de la persona o empresa en cuestión.

En cuanto a cómo se comparan ambos con las CPU, un gráfico útil de Microsoft aclara este punto.

microsoft-fpga-vs-cpu-vs-asic

Tenga en cuenta que los microprocesadores, que comienzan en el cuadrante inferior izquierdo del gráfico, son terriblemente ineficaces en términos de energía. La ventaja de las CPU, por supuesto, es que pueden ejecutar grandes cantidades de código que ni siquiera una FPGA puede tocar. Los chips x86 modernos son técnicamente capaces de ejecutar código escrito hace décadas para productos muy diferentes (el soporte del sistema operativo es otro asunto, por supuesto). Desde la emulación hasta la ejecución nativa, las CPU admiten ecosistemas mucho más amplios que su FPGA típico.

Las FPGA, que comienzan en la primera línea amarilla, son 10 veces más eficientes en energía que las CPU, pero a cambio compensan cierta flexibilidad. Los ASIC son hasta 100 veces más eficientes que los FPGA, pero tienen la menor cantidad de flexibilidad total.

¿Por qué Intel quiere un proveedor de ASIC?

A primera vista, el acuerdo de Altera parece tener más sentido para Intel que una asociación con ASIC. Los FPGA son programables y Altera está a la vanguardia del desarrollo de FPGA, lo que teóricamente le dio a Intel una “entrada” adicional al competir por diseños. eASIC, sin embargo, parece ser uno de los fabricantes de dispositivos híbridos que discutimos anteriormente. Los productos eASIC no son reprogramables como los FPGA, pero la compañía afirma haber reducido significativamente los costos de desarrollo iniciales y recortado la cantidad de trabajo de diseño personalizado requerido para llevar un núcleo a la producción completa.

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Se espera que FPGAS incursione en el centro de datos. ¿Pueden los ASIC hacer lo mismo?

Lo que está menos claro es exactamente qué cargas de trabajo acelerarán los nuevos procesadores combinados. eASIC señala que integrará la tecnología de su plataforma para su uso con futuros procesadores Xeon, pero presumiblemente todavía tiene la intención de ofrecer chips personalizables, lo que significa que clientes individuales como Facebook, Google o Microsoft estarían involucrados en el proceso de diseño antes de ordenar una cantidad específica de núcleos. con el hardware ASIC + Xeon personalizado.

Esto no solo se relaciona claramente con nuestra discusión reciente sobre la Ley de Moore, donde destacamos cómo la versión 3.0 del axioma involucraba la integración a nivel del sistema y en el troquel, sino que también insinúa dónde Intel intentará proporcionar valor. No está claro si Intel construirá los ASIC en sus propias plantas de fabricación o los integrará en el paquete, pero de cualquier manera, la compañía intentará argumentar que sus técnicas de fabricación avanzadas (y posiblemente los nodos de proceso) ofrecen una alternativa convincente a la compra de los ASIC y Xeon por separado.