Altera 14納米FPGA實現(xiàn)突破性優(yōu)勢

工藝領(lǐng)先一直是FPGA前進的動力所在。Altera最近推出了采用英特爾14nm Tri-Gate(三柵極)工藝的第10代FPGA器件Stratix 10 FPGA和SoC，以及采用TSMC 20nm工藝的Arria 10產(chǎn)品，并對體系結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化，展示出突破性的產(chǎn)品優(yōu)勢。

實現(xiàn)重大突破

Stratix 10 FPGA和SoC不但采用了英特爾14nm三柵極工藝，其內(nèi)核的工作頻率也提高到1GHz。

目前，市場上的FPGA最多集成不超過100萬個邏輯單元，但是Stratix 10能夠把這個密度提高3倍，可集成超過400萬個邏輯單元。如此高密度的集成正是因為使用了英特爾的14nm制程技術(shù)。

除英特爾14nm三柵極工藝外，Stratix 10 FPGA和SoC還采用了增強體系結(jié)構(gòu)，其內(nèi)核的工作頻率能夠從當(dāng)前28nm FPGA的500MHz提高到1GHz，適用于網(wǎng)絡(luò)、通信、廣播及存儲等應(yīng)用。與前一代產(chǎn)品Stratix V相比，在功耗相同時，其工作頻率可提高1.4~1.6倍;在工作頻率相同時，其功耗能降低70%;當(dāng)工作頻率提高1倍達到1GHz時，其功耗卻只增加30%。

Stratix 10 FPGA和SoC的性能優(yōu)勢還體現(xiàn)在：具有56Gbps收發(fā)器，10-TeraFLOP單精度數(shù)字信號處理能力，第三代超高性能處理器系統(tǒng)，多芯片3D解決方案，可集成SRAM、DRAM和ASIC等。Stratix 10 FPGA還集成了第三代硬核處理器，是業(yè)界首款采用硬核處理器的FPGA，此前均為軟核。它可支持最先進的高性能應(yīng)用，包括網(wǎng)絡(luò)、通信、廣播、計算機和存儲市場等應(yīng)用領(lǐng)域，同時還能降低系統(tǒng)功耗。

而Arria 10 FPGA和SoC則為中端可編程器件設(shè)立了新標(biāo)桿，它比目前Altera性能最好的高端Stratix V的性能還要高，而功耗又比FPGA中端市場上功耗最低的Arria V低了40%。Arria 10 FPGA和SoC包含115萬個邏輯單元(LE)，集成硬核IP，并搭載1.5 GHz雙核ARM Cortex-A9處理器。此外，Arria 10 FPGA和SoC還具有28Gbps收發(fā)器，帶寬比前一代產(chǎn)品高4倍，系統(tǒng)性能提高3倍，能夠支持2666Mbps DDR4。

支持應(yīng)用擴展

Arria 10具有高性能和低功耗的特性，Altera公司在軟件開發(fā)上也增加了生產(chǎn)力。

Altera第10代產(chǎn)品將促進可編程邏輯電路在新市場中的應(yīng)用，進一步加速FPGA向傳統(tǒng)ASSP和ASIC應(yīng)用領(lǐng)域的拓展。客戶的反饋也很積極主動，與前一代的Arria V客戶相比， Arria 10客戶承諾的設(shè)計金額要高5倍。目前，在全球市場，Arria 10擁有1000多名客戶，其中200多名來自亞洲，這其中也包括中國。出色的性能使Altera 10代FPGA的應(yīng)用市場得到有效的擴展。

從具體實例來看，由于Arria 10器件具有卓越性能，一個100G的固網(wǎng)通信客戶采用了它。在此之前，這個客戶從沒有采用過FPGA，這是他們第一次在設(shè)計中采用FPGA。事實上，客戶之所以這樣決定，正是因為Arria 10能夠幫助他們獲得更低的運營成本。另外，還有一個企業(yè)級的數(shù)據(jù)中心客戶也采用了FPGA，這一客戶主要是用FPGA去做快速搜索算法的處理，從而快速訪問數(shù)據(jù)。

這些客戶之所以會選擇Arria 10 FPGA，一方面是因為Arria 10具有高性能和低功耗的特性，另一方面也是因為我們在軟件開發(fā)方面增加了生產(chǎn)力。

優(yōu)化開發(fā)流程

Altera第10代器件采用領(lǐng)先的開發(fā)工具套裝，使設(shè)計團隊的工作效率得到提升。

除了在硬件方面實現(xiàn)優(yōu)化外，Altera第10代器件還由Altera的Quartus II開發(fā)軟件和高級設(shè)計流程工具提供支持，其中包括OpenCL軟件開發(fā)套件(SDK)、SoC嵌入式設(shè)計套裝(EDS)和DSP Builder。

利用這一前沿的開發(fā)工具套裝，設(shè)計團隊的工作效率得到提高，這同時也便于設(shè)計團隊在下一代系統(tǒng)中采用10代FPGA和SoC。與前一代產(chǎn)品相比，采用Quartus II軟件后，10代FPGA和SoC的編譯速度快了8倍，仍然保持了業(yè)界最快的編譯速度。編譯時間的有效縮短，正是因為采用了現(xiàn)代多核計算技術(shù)這一前沿軟件算法。

在工藝合作方面，Altera與英特爾將在14nm及以下工藝?yán)^續(xù)合作。此外，TSMC和Altera的合作伙伴關(guān)系已經(jīng)長達20年，在中端20nm制程技術(shù)和低端55nm相關(guān)技術(shù)方面，我們?nèi)匀粫蚑SMC保持良好的合作關(guān)系。