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英特尔收购Altera之后,听听Stratix 10怎么说

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gaochy1126|  楼主 | 2015-6-30 18:10 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

Erhaan Shaikh强调,Altera的新一代Stratix 10产品,可以说是整个可编程世界中的又一个巨大突破,它在性能方面比原有的28纳米产品提高了2倍。而正是由于采用了Altera革命性的HyperFlex架构,以及英特尔的14纳米三栅极工艺,Stratix 10得以实现性能上的重大突破。



Altera产品营销资深总监Patrick Dorsey解释说,Altera的第10代FPGA和SoC系列产品包括基于台积电55纳米工艺生产的MAX10系列、基于台积电20纳米工艺生产的Arria 10系列,以及最新发布的基于英特尔14纳米三栅极工艺生产的Stratix 10系列。


Altera产品营销资深总监Patrick Dorsey解释


Patrick Dorsey强调,可以看出,Altera和台积电之间的关系是非常密切而牢固的,而它为Altera生产的各系列产品一直在市场中持续出货。


Patrick Dorsey认为,Stratix 10 FPGA和SoC作为第一款采用Altera的HyperFlex新体系结构器件,是FPGA业界十多年来最显著的架构体系结构创新。


HyperFlex体系结构:“寄存器无处不在”



Patrick Dorsey解释说,如上图所示,在传统的架构当中,不管是Altera还是Xilinx,都面临着一个共同的问题:布线的延时在总延时中占据了绝大部分。而一个系统的性能是否能得到提高,最大的制约就来自布线带来的阻抗和延时。


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gaochy1126|  楼主 | 2015-6-30 18:10 | 只看该作者
所以,Altera的HyperFlex架构出现了。HyperFlex架构在所有内核互联布线段上引入了寄存器,通过“无处不在的寄存器”,Stratix 10 FPGA和SoC能够受益于成熟可靠的性能增强设计方法,例如寄存器重新定时、流水线和其他设计优化方法。这些设计方法在传统的FPGA体系结构中是不可能实现的。


Patrick Dorsey透露说,HyperFlex架构是Altera一项非常重要的专利技术,它在之前一直处于保密状态,而今天终于迎来了一个合适的公布时机。


Patrick Dorsey进一步解释说,HyperFlex架构的概念其实非常简单,它就是把寄存器加入到逻辑单元之中,并与FPGA实现相应的配合。在整个HyperFlex架构的布线中,包含了上千万的寄存器。

如上图所示,HyperFlex架构可将右上方3.5纳米的延时分为下方的三段。Patrick Dorsey通过一个形象的比喻来解释HyperFlex架构如何极大的提升了性能:假设有100辆车需要通过一座很长的桥,而这座桥每次只能有1辆车通过。HyperFlex架构相当于把这座桥分成了很多短桥,每座桥仍旧每次只能通过一辆车,但100辆车通过的速度却极大的提高了。

概括的说,HyperFlex体系结构帮助设计人员避免了关键通路和布线延时,其设计能够迅速达到时序收敛。内核逻辑性能提高2倍后,不需要很宽的数据通路,也不需要由于时钟偏移导致的特殊设计结构,从而极大的提高了器件利用率,降低了功耗。HyperFlex体系结构支持高性能设计降低逻辑面积要求,功耗从而降低了70%。

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gaochy1126|  楼主 | 2015-6-30 18:11 | 只看该作者
详解英特尔14纳米三栅极工艺——异构3D系统级封装集成
Patrick Dorsey强调,Stratix 10系列的第二大关键优势就在于Altera与Intel之间在异构3D系统级封装集成上的紧密合作。

据悉,Stratix 10 FPGA和SoC系列的所有型号都采用了异构3D SiP集成技术高效经济的集成高密度单片FPGA内核架构(高达5.5M逻辑单元)以及其他先进的组件,从而提高了Stratix 10 FPGA和SoC的可扩展性和灵活性。单片内核架构避免了使用多个FPGA管芯来提高密度的竞争同构器件的连接问题。Altera的异构SiP集成技术是通过使用Intel的专用嵌入式多管芯互联桥接(EMIB)技术实现的,与基于中介层的方法相比,进一步提高了性能,降低了复杂度和成本,增强了信号完整性。


目前,Altera已经有一些数据中心、固网通信领域的客户通过升级至Stratix 10开始受益:原来需要5片Stratix V芯片的系统只需要1片Stratix 10来替代,并且功耗降低了63%。

关于Altera选择采用Intel封装技术的原因,其中非常重要的一点是Altera通过这项技术首次实现了在一个封装上“贴放”多个裸片,而每一个裸片都具备一个单片的完整结构。而每一个裸片都可实现灵活的替换,从而为客户实现定制及快速的扩展。

值得一提的是,Intel一种嵌入式多裸片互联桥接技术,与传统的基于中介层的方式相比,它的效率和可靠性都更高。

同时Patrick Dorsey透露说,Altera和Intel之间的这项合作是排他性的,这点与其他竞争对手十分不同。

Patrick Dorsey还强调,在Stratix 10的成功同样离不开ARM Cortex-A53处理器的功劳。

全面的安全功能
在高性能FPGA中,Stratix 10 FPGA和SoC将会具有业界最全面的安全功能。其核心是创新的安全设计管理器(SDM),支持基于扇区的认证和加密、多因素认证和物理不可克隆功能(PUF,physically unclonable function)技术。Altera与Athena集团以及IntrinsicID合作,为Stratix 10 FPGA和SoC提供了世界级加密加速和PUF IP。Stratix 10 FPGA和SoC的多层安全和分区IP保护特性非常优异,这一级别的安全特性使得该器件成为军事、云安全和物联网基础设施应用的理想解决方案。

此外,Stratix 10 FPGA和SoC由Altera的系列Enpirion PowerSoC电源解决方案提供供电。Enpirion PowerSoC经过优化满足了严格的性能和功率要求,在最小的引脚布局中提高了效率。


针对系统的设计,Altera的Quartus II中的Spectra-Q新引擎经过设计发挥了HyperFlex体系结构的性能、功率和面积优势,同时还提高了Stratix 10 FPGA和SoC设计人员的效能,产品能够更迅速面市。Quartus II软件的新功能将编译时间缩短了8倍,提供通用、快速跟踪设计输入和置入式IP集成特性,支持OpenCL和其他高级设计流程,延续了Altera软件的领先优势。

目前,客户现在可以使用快速前向编译性能评估工具开始其Stratix 10设计。将于2015年秋天提供Stratix 10 FPGA和SoC工程样片。嵌入式软件开发人员可以采用Mentor Graphics提供的SoC虚拟平台来加速Stratix 10 SoC嵌入式软件的开发。

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