Da quando Intel ha acquisito Altera per oltre 16 miliardi di dollari, l'idea di una CPU Xeon con FPGA sullo stesso package si è fatta sempre più concreta. Tale idea non è più solo una suggestione, ma una realtà grazie al processore Xeon Gold 6138P con FPGA Altera Arria 10 GX 1150 integrato.
Arria 10 GX 1150 conta 1.150.000 di elementi logici programmabili mentre dello Xeon a bordo non conosciamo le caratteristiche, anche se il modello Gold 6138 tradizionale è un chip con 20 core e 40 thread a 2 GHz di base e 3,7 GHz in Turbo, con un TDP di 125W.
Intel ha annunciato la produzione di massa di questa nuova soluzione, e alcuni clienti selezionati hanno già i primi sample per i test. Fujitsu è tra i partner che hanno accolto per primi la novità, manifestando l'intenzione di creare sistemi attorno a questo processore.
Abbiamo quindi una CPU tradizionale, con i suoi tanti core, e un FPGA, ovvero un Field Programmable Gate Array le cui capacità sono programmabili. Intel connette il processore Xeon all'FPGA con un bandwidth di 160 Gbps per socket (non sappiamo se bidirezionali o no), usando un'interconnessione cache coherent (Cache Coherent Interconnect, CCI).
Arria 10 GX 1150 ha una propria cache e condivide la memoria con il processore lungo un accesso a bassa latenza cache coherent tramite il bus Ultra Path Interconnect (UPI).
"A differenza di altri bus che consentono d'interfacciarsi al sistema, UPI permette un accesso continuo ai dati indipendentemente da dove si trovano (cache dei core, cache dell'FPGA o memoria) senza necessità di un'archiviazione dei dati ridondante e trasferimenti direct memory access (DMA)".
"La coerenza dei dati riduce inoltre la complessità di programmazione delle applicazioni e risparmia cicli della CPU che sarebbero sprecati per determinare quali sono i dati più aggiornati", ha spiegato Intel.
Un esempio delle capacità della nuova soluzione arriva dal nuovo design di riferimento di switching virtuale per il processore Intel Xeon Scalable con FPGA integrato. Questo progetto di riferimento usa l'FPGA per il dataplane switching dell'infrastruttura, mentre il processore si occupa dei calcoli o dei processi delle macchine virtuali. "Questo aiuta a semplificare la rete e migliorare la produttività del processore".
Questa soluzione è compatibile anche con il framework Open Virtual Switch (OVS) e garantisce, secondo Intel, un miglioramento del throughput netto di 3,2 volte con metà della latenza e due volte le macchine virtuali rispetto a OVS con una CPU equivalente senza accelerazione da parte dell'FPGA.