幫助系統開發人員以更低功耗實現突破性能優勢
——Altera公司產品營銷資深總監Patrick Dorsey解讀第10代FPGA和SoC
Altera公司日前宣布推出10代FPGA和SoC(芯片系統),幫助系統開發人員在性能和功效上實現了突破。10代器件在工藝技術和體系結構基礎上進行了優化,以較低功耗實現了業界較好的性能和水平較高的系統集成度。首先發布的10代系列包括Arria® 10以及Stratix® 10 FPGA和SoC,具有嵌入式處理器。10代器件采用了業界較先進的工藝技術,包括,Intel的14-nm Tri-Gate工藝和TSMC的20nm工藝。早期試用客戶目前正在使用Quartus® II軟件進行10代產品開發。
Altera公司產品營銷資深總監Patrick Dorsey表示,“我們的10代產品將促進可編程邏輯在新市場中的應用,進一步加速FPGA向傳統ASSP和ASIC應用領域的拓展。10代器件進行了優化,支持客戶開發可高度定制的解決方案,極大的提高了系統性能和系統集成度,同時降低了運營成本。”
更低功耗,更高性能
Patrick Dorsey說,對于客戶來說,他們總是在尋求性能和功耗之間的平衡。借由一個旋轉控制鈕可以為解釋性能和功耗之間的均衡關系。因為有了英特爾的14nm的技術,以及新開發的架構,如果是在同樣的性能水平,Altera的功耗能夠降低70%。相對于Stratix 5 FPGA,如果性能是它的兩倍,新一代Stratix 10的功耗只需要增加一點。對于系統來說,功耗以及散熱有一個硬指標,但是客戶希望能夠在硬指標框架之下,獲得系統更大的容量,提供更大的帶寬。因此,Stratix 10是一個非常好的產品。
尋求性能和功耗之間的平衡
Stratix 10 FPGA和SoC設計支持較先進的高性能應用,包括網絡、通信、廣播以及計算機和存儲市場等應用領域,同時降低了系統功耗。Stratix 10 FPGA和SoC采用Intel 14nm Tri-Gate工藝和增強高性能體系結構,工作頻率超過了1 吉赫茲,兩倍于當前高端28nm FPGA的內核性能。對于功耗預算非常嚴格的高性能系統,Stratix 10器件能在與前一代產品相當的性能水平上,幫助客戶將功耗降低70%。
Stratix 10 FPGA和SoC實現了業界較好的性能和較高水平的集成度,包括:單個芯片上集成超過四百萬個邏輯單元;56-Gbps收發器;10-TeraFLOP單精度數字信號處理;第三代超高性能處理器系統;以及多芯片3D解決方案,可集成SRAM、DRAM和ASIC。
重塑中端器件
Patrick Dorsey介紹說,Arria 10 FPGA和SoC是10代系列產品中較早推出的系列器件。該系列器件為中端可編程器件設立了新標桿,以較低的中端器件功耗提供當前高端FPGA的性能和功能。利用針對TSMC 20nm工藝進行了優化的增強體系結構,Arria 10 FPGA和SoC比前一代器件的性能更強,而功耗降低了40%。
以低功耗實現高性能
Arria 10器件的特性和功能比目前的高端FPGA更豐富,而性能提高了15%。Arria 10 FPGA和SoC反映了硅片融合的發展趨勢,實現了系統集成度較高的中端器件,包括115萬邏輯單元(LE)、集成硬核IP和第二代處理器系統,該系統具有1.5 GHz雙核ARM® Cortex™-A9處理器。Arria 10 FPGA和SoC含有28-Gbps收發器,帶寬比當前一代產品高4倍,系統性能提高3倍,包括支持2666 Mbps DDR4以及15-GbpsHybrid Memory Cube。
值得一提的是,Altera的器件采用了突破性的電源解決方案,經過預驗證、使用方便的解決方案有助于產品更迅速面市;更小的引腳布局、更少的元器件和更高的性能節省了電路板空間;高效和低噪聲提高了系統可靠性。
突破性電源解決方案
開發套件實現效能突破
10代器件由Altera的Quartus II開發軟件和高級設計流程工具提供支持,這包括OpenCL軟件開發套件(SDK)、SoC嵌入式設計套裝(EDS)和DSP Builder。利用這一前沿的開發工具套裝,設計團隊提高了效能,同時也方便了設計團隊在其下一代系統中采用10代FPGA和SoC。與前一代產品相比,采用Quartus II軟件,10代FPGA和SoC的編譯時間縮短8倍,仍然保持了業界較快的編譯時間。編譯時間的有效縮短,是因為采用了現代多核計算技術的前沿軟件算法。
據了解,早期試用客戶目前正在使用Quartus II軟件開發Arria 10 FPGA。Arria 10器件第一批樣片將于2014年年初發售。Altera將于2013年提供14nm Stratix 10 FPGA測試芯片,2014年為Stratix 10 FPGA提供Quartus II軟件支持。
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