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英特尔tratix 10 SX系列FPGA芯片量产,成熟的高阶SoC FPGA

2019年11月04日 文章来源:网络整理 热度:99℃ 作者:刘英

  StraTIx 10 FPGA 是Altera 公司的“遗产”,Intel 去年宣布斥资167亿美元收购Altera 公司,就是看中了FPGA芯片的未来,FPGA 芯片灵活性高,能效也高,将发挥不可替代的作用。

随着摩尔定律越来越接近瓶颈,制造ASIC芯片的成本越来越高。因此,设计者会希望ASIC能实现一定的可配置性,同时又不影响性能。在希望能做成可配置的模块中,负责与其他芯片或者总线通信的接口单元又首当其冲。

英特尔Stratix 10 SX系列芯片量产,成熟的高阶SoC FPGA

  英特尔(Intel)日前宣布StraTIx 10 SX系列芯片将开始出货。StraTIx 10 SX系列由10个装置组成,逻辑单元(logic element;LE)数介于40万~550万个。每个装置都有1个双核或4核ARM Cortex-A53处理子系统。而其最接近的竞争产品,赛灵思(Xilinx) Zynq UltraScale + MPSOC EG系列约有110万个逻辑单元。

  根据记者报导,StraTIx 10 SX Cortex-A53的运作时脉高达1.5GHz,嵌入式存储器高达229Mb,还有高达5K的DSP模块(block),11K 18×19乘法器,以及多达144个以最高30Gbps运行的SerDes收发器。

  Stratix在规格上大幅超越Zynq,实际上是更贵、更大、更耗电的不同产品类别,这两个产品线还有很多不同之处。

  但从相似之处来看,可程式逻辑结构与处理器子系统的结合是惊人的成功组合。在同个芯片上结合功能强大的应用处理器与FPGA架构,远远超过简单的整合,而能大幅增加处理器与其他相关逻辑、介面、加速器,周边、存储器之间可用连结的数量和类型。FPGA/SoC组合带来将FPGA与处理器相结合所无法达到的惊人功能。

  从市场行销开始,赛灵思和英特尔就在FPGA-SoC领域采取截然不同的路径。赛灵思一直非常小心不将Zynq称为FPGA,而更倾向于将其定位为具先进功能的SoC。

  Altera则从一开始就将其类似装置简称为SoC FPGA。事实上,工程界对SoC及FPGA有广泛了解,将这些术语合并的决定反映出这两家公司对每个术语的先入之见,及其试图赢得的主要设计师类型。

  英特尔正在为已了解FPGA并希望FPGA拥有强大处理器的客户服务。赛灵思则在追求用处理器进行设计,而可能希望处理器具备一些可程式结构的客户。这种差异在行销材料、工具及装置本身功能处处可见。赛灵思Zynq装置包含许多额外的SoC,如即时和绘图处理器。英特尔FPGA SoC则是包括ARM核心、更成熟的高阶FPGA。

  FPGA本身也有一些显著差异。英特尔的HyperFlex架构在整个数据路径中放置了一系列小型锁存器,创建1个微管线结构,能让时序优化工具在关键路径上更均匀地平衡延迟,从而实现更快的最大时脉。在算术方面,英特尔在其DSP模块中包含对单精度浮点的支持,赛灵思则未声称有更快的定点运算。依应用而定,支持浮动运算可能会很有价值,也可能是浪费资源。

  然而,若想购买带有嵌入式ARM应用处理器的高阶FPGA,则英特尔新推出的14纳米FinFET制程Stratix 10 SX是唯一选择。这些装置都是单片式设计,所以并未对先进的2.5D封装增加成本,而强大规格应能使其在许多应用中不可或缺,包括英特尔锁定的5G无线通讯、软件定义无线电、军用安全运算、网路功能虚拟化(NFV)和资料中心加速。

  特别是在无线应用领域,观察Stratix 10 SX与赛灵思新推出的Zynq RFSoC的采用情况会非常有趣。前者是款成熟的高阶SoC FPGA,内建应用处理器;后者则相当于内建射频/类比部件的中阶SoC FPGA。对于每个特定应用,设计团队将需要权衡更大的FPGA功能,以及将RF部件整合到同个装置的能力,以及成本、功耗和其他常见因素。

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