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Altera的Stratix 10 FPGA/SoC到底有多好?
发布时间:2015-06-16
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Altera的Stratix 10 FPGA/SoC到底有多好?
发布时间:2015-06-16
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最近一个时期,Altera这个名字在媒体上的出镜率很高。先是,3月底英特尔称有意以100亿美元收购Altera,然后4月初又有报道称两家在价格上谈不拢,谈判暂停。最后,6月初英特尔宣布以167亿美元收购Altera,收购谈判终于尘埃落定。

这篇文章不讨论英特尔收购Altera的事情,而是要探究Altera最近披露的其最新产品Stratix 10 FPGA/SoC的一些细节。5月28日,Altera公司亚太区副总裁兼总经理Erhaan Shaikh先生和Altera公司产品营销资深总监Patrick Dorsey先生来到北京,为我们介绍了该公司的Stratix 10最新技术。实际上,这个时候英特尔与Altera的谈判即将完成,但Shaikh拒绝就此类“传言”发表评论。他说,虽然Altera在14nm节点采用了英特尔的半导体生产设施,但Altera在10nm节点也有可能与TSMC合作。现在看来,Altera将来与母公司英特尔的合作会更加紧密,以后多半还会利用英特尔的厂房来生产更先进的FPGA器件。

Shaikh介绍说,FPGA最近备受业内关注。除了目前最典型的有线及无线通信应用,FPGA的潜在应用领域还有很多:在英特尔公司IDF 2014的数据中心技术小组讨论上,Intel Xeon + FPGA MCM成为议题,据称这种组合可将某些计算任务加速10倍(难道这是英特尔考虑收购Altera的部分动机?);微软公司采用28nm的Altera Stratix V FPGA来加速其搜索引擎“必应”(Bing),据说搜索速度提高两倍,服务器数量减少一半;IBM公司与Altera在OpenCL上展开合作;百度和Altera展示快速图像分类(不幸的是,百度为击败谷歌在图像识别测试中有作弊行为);Altera与中国移动在5G C-RAN平台上展开合作;奥迪在自动驾驶汽车上选择了Altera产品。总之,FPGA前景广阔,不可限量。

好的,我们还是来说说Stratix 10。早在2013年10月,Altera就透露了Stratix 10的一些信息,例如SoC中将包含四核64位ARM Cortex-A53,并采用Intel的14 nm三栅极工艺制造。现在,Dorsey先生告诉了我们更多细节,重点包括HyperFlex体系结构、异构3D SiP和安全器件管理器。

 HyperFlex体系结构

Dorsey介绍说,HyperFlex是Altera公司创新的架构,它解决了FPGA的性能瓶颈:routing(数据通信)延迟。他说,更宽的总线并不能解决延迟问题,反而增加了拥堵。HyperFlex是十多年来最大的FPGA体系结构创新,它通过“寄存器无处不在”即在在所有布线段上增加超级寄存器的方法来提升频率,实现超级流水线。与上一代的Stratix V相比,Stratix 10将客户的系统性能提升了一倍以上,功耗降低了40~70%。以固网光交换为例,HyperFlex实现了内核性能翻番,面积减少30%,功耗降低40%的效果。

在HyperFlex架构下,寄存器无处不在

寄存器降低了数据延迟,提升了频率

异构3D SiP

异构3D SiP是针对下一代片上收发器的设计需求应用而生的。Dorsey说,更高的数据速率、不断出现的新协议和多协议混合,以及新的调制格式对收发器提出了新的要求,这需要创新的方式来加以解决。Altera的解决办法是,在HyperFlex主晶片周围布置若干EMIB(英特尔的嵌入式多管芯互联桥接)方块来作为收发器,实现收发器的灵活和可扩展特性,并能够加速产品上市时间。这些EMIB收发器方块包括PCIe Gen3、以太网、PCIe Gen4、56G和PAM-4等,如图所示。

3D SiP使得收发器设计更灵活

安全器件管理器(SDM)

FPGA经常用于一些高端的关键应用,如数据中心、通信和国防。安全性对FPGA的重要程度不言而喻。Stratix 10具有安全器件管理器(SDM,Secure Design Manager),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,据称具有业界最全面的安全功能。

SDM据称保证了业界最全面的安全功能

何时可用?

既然Stratix 10如此强大,那么客户什么时候可以受益呢?Altera公司称将于2015年秋天提供Stratix 10 FPGA和SoC工程样片,但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。

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