總結
Intel FPGA SmartNIC N6000-PL 平台是 Intel 第三代 SmartNIC，提供 2x100 Gbps 乙太網路連線，加速通訊與網路工作負載。Artiza Networks Griffin N6060/61 是最新的生產級 N6000 平台型網卡解決方案。Artiza Networks 以 N6000 平台和 OFS 作為起點自訂 Griffin N6060/61，使其包含的 LE 為 N6000 平台的兩倍，進而支援更大且更高效能的工作負載。
AFU 或「工作負載區域」可以輕鬆從前幾代 Intel 可程式化加速卡（PAC）移植，無需進行任何特殊修改，包括 Intel FPGA PAC D5005 AFU 和 Intel FPGA PAC N3000 AFU。相較於 N3000 和 N6000 平台，AFU 功能加倍，且 LE 數量也加倍。
背景與挑戰
Artiza Networks 是 3G、4G 和 5G 無線網路的業界領導者，包括無線接取網路（RAN）和核心網路（CN）網域。Artiza 與網路產業的頂尖廠商和營運商合作超過 20 年，共同測試世界上最先進行動網路的 RAN 和 CN 節點。
2021 年，Intel 公佈了他們最新的 Intel FPGA SmartNIC N6000-PL 平台，這是搭載 Intel Agilex® 7 FPGA F 系列的開發平台。與其前身 Intel FPGA PAC N3000 相比，N6000 平台的功耗與效能顯著增強。這個開發平台旨在支援各種應用程式上的通訊與網路工作負載，例如 vRAN、虛擬行動通訊基地台路由器（ vCSR）、雲端原生 Contrail 網路（CN2）、SMTE ST2110 和使用者平面功能（UPF）。N6000 平台也增強了 Intel FPGA PAC N3000 前向錯誤更正（FEC）加速解決方案。
Artiza 廣泛的工程資源，包括有線和基頻格式的 PCB、FPGA，以及數位訊號處理（DSP）開發方面的專業知識，同時結合其產業領導地位，可讓 Artiza 開發最新的 SmartNIC─Griffin N6060/61。Griffin N6060/61 是 Intel FPGA SmartNIC N6000-PL 平台的衍生品。
然而，如果僅提供網卡，購買 Griffin N6060/61 的工作負載廠商會面臨將資源投入 FPGA 工作負載開發的負擔。這個工作流程包括軟硬體開發，包括硬體合成、編譯、路由與及時性增強，以及軟體驅動程式開發與協調/虛擬化。這是一個漫長的開發週期，通常需要 9 到 12 個月。
解決方案
為了簡化自訂 FPGA 主機板開發流程，以及方便最終購買主機板的後續工作負載廠商，Artiza Networks 採用了 OFS。
OFS 是開放原始碼基礎架構，旨在縮短自訂 FPGA 的主機板與工作負載的開發時間。OFS 是一項關鍵的基礎工具，讓 FPGA 開發者透過提供配備參考硬體的完全開放原始碼基礎架構，加速此開發作業並將其標準化。OFS 基礎架構包含 FPGA Interface Manager（FIM），通常稱為「殼層 (shell)」，以及指定用於工作負載開發的 AFU 區域。板件或 FIM 開發者可透過 OFS 利用開源基礎架構或基礎 FIM，根據目標應用程式或產業，為其板件快速開發量身打造的 FIM。
Artiza Networks 遵循 OFS 工作流程，繼承了開放原始碼軟硬體基礎架構，作為自訂開發的起點，可大幅縮短上市時間。所有適用於 Intel Agilex FPGA 開發的原始程式碼和技術文件均經 Artiza 所使用的 Intel FPGA SmartNIC N6000-PL 平台驗證及測試。這代表，使用開箱可用的 OFS，開發者可以立即存取起動架構，意即可立即編譯的時序封閉 FPGA 殼層、工作主機訓練器、韌體/RTL、正在執行的軟硬體連線、頻寬與主機板監控資訊。安裝後，伺服器即可立即檢查網卡的狀態與功能。
OFS 的另一個優勢是現在工作負載廠商可擁有軟體驅動程式庫，進而將 FPGA 與應用程式層連線。如此一來，Artiza Networks 就不必開發自己的 FPGA 樣本設計。也可確保工作負載廠商能夠專注於開發 RTL，無須大幅修改 FPGA 殼層、I/O 或記憶體。
結果
Griffin N6060/N6061 樣本網卡於 2023 年 6 月在日本、美國、中國、印度和芬蘭開始發售。配備 FH3/4L 插槽的網卡尺寸符合 GPU 設定檔，可安裝在 PCIe 4.0 x16 的伺服器。由於網卡使用與 GPU 相同的 ATX 8 針連接器，因此也可以取代 GPU，安裝於伺服器中。
Artiza Networks 計劃持續提供 Griffin N6060/ N6061 網卡至少七年。在 Griffin 之後，他們亦打算繼續開發 PCIe 的 SmartNIC。Griffin N6060/N6061 的目標是 vRAN、NFV 和 MEC 網路應用程式。
| 規格 | Griffin N6060/N6061 |
|---|---|
| FPGA | Intel Agilex 7 FPGA F 系列（AGFB027R25A212V） |
| 網路 |
100 GbE x2 25 GbE x2 x2 10 GbE x8 |
| 記憶體 | 16 GB DDR4（FPGA）以及 2 GB DDR4（FPGA 嵌入式 CPU） |
| 網路介面晶片 | Intel E810 CAM2 |
| 外型規格 | FH3/4L，單一插槽 |
| PCIe | 4.0 x2 x8 拆分 (N6060) 4.0 x16 (N6061) |
| 時間同步功能 | 精確時間協定（PTP）與同步乙太網路（SyncE）相容，配備 1 PPS 輸入/輸出 SMA 連接器 |
| 板件管理 | Intel® MAX® 10 FPGA |
| 耗電 | 185 W |
OFS 中包含的 PCIe 驅動程式與 BMC 有助於加速主機板發布時間。
如何使用 OFS 馬上開始加速 FPGA
FPGA 開發者可以利用 Artiza Networks 支援 OFS 的 Griffin N6060/N6061 SmartNIC，並且使用開放原始碼文件與原始碼，立即開始建立自訂工作負載。
下表概述開發者可以如何使用 Artiza Networks 加速板，開始開發 FPGA 技術的工作負載。
| 利用 FPGA 加速工作負載 | |
|---|---|
| 步驟 1：選取板件 |
瀏覽 Artiza Network 支援 OFS 的板件：Griffin N6060/N6061 SmartNIC。 |
| 步驟 2：評估 OFS 開源資源 |
Artiza Networks 會提供相應版本的 OFS 技術說明文件。 |
|
步驟 3：存取開源軟硬體程式碼 |
Artiza Networks 會提供相應的 OFS 軟硬體程式碼。這是由 Intel 提供的 OFS 基礎程式碼特定發行版。 |
|
步驟 4：使用 RTL 或 C/C++（使用 oneAPI 1）開發工作負載 1 Griffin N6061 未來可能會加入 oneAPI 支援 |
遵循 OFS RTL 流程 或是 OFS 支援編譯 oneAPI 核心。利用 oneAPI 開發流程，以 C/C++ 建置 FPGA 工作負載。 |