14納米FPGA展現突破性?xún)?yōu)勢

　　工藝領(lǐng)先一直是FPGA前進(jìn)的動(dòng)力所在。Altera最近推出了采用英特爾14nmTri-Gate(三柵極)工藝的第10代FPGA器件Stratix10FPGA和SoC，以及采用TSMC20nm工藝的Arria10產(chǎn)品，并對體系結構進(jìn)行了優(yōu)化，展示出突破性的產(chǎn)品優(yōu)勢。

　　實(shí)現重大突破

　　Stratix10FPGA和SoC不但采用了英特爾14nm三柵極工藝，其內核的工作頻率也提高到1GHz。

　　目前，市場(chǎng)上的FPGA最多集成不超過(guò)100萬(wàn)個(gè)邏輯單元，但是Stratix10能夠把這個(gè)密度提高3倍，可集成超過(guò)400萬(wàn)個(gè)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，Stratix10FPGA和SoC還采用了增強體系結構，其內核的工作頻率能夠從當前28nmFPGA的500MHz提高到1GHz，適用于網(wǎng)絡(luò )、通信、廣播及存儲等應用。與前一代產(chǎn)品StratixV相比，在功耗相同時(shí)，其工作頻率可提高1.4~1.6倍;在工作頻率相同時(shí)，其功耗能降低70%;當工作頻率提高1倍達到1GHz時(shí)，其功耗卻只增加30%。

　　Stratix10FPGA和SoC的性能優(yōu)勢還體現在：具有56Gbps收發(fā)器，10-TeraFLOP單精度數字信號處理能力，第三代超高性能處理器系統，多芯片3D解決方案，可集成SRAM、DRAM和ASIC等。Stratix10FPGA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(jìn)的高性能應用，包括網(wǎng)絡(luò )、通信、廣播、計算機和存儲市場(chǎng)等應用領(lǐng)域，同時(shí)還能降低系統功耗。

　　而Arria10FPGA和SoC則為中端可編程器件設立了新標桿，它比目前Altera性能最好的高端StratixV的性能還要高，而功耗又比FPGA中端市場(chǎng)上功耗最低的ArriaV低了40%。Arria10FPGA和SoC包含115萬(wàn)個(gè)邏輯單元(LE)，集成硬核IP，并搭載1.5GHz雙核ARMCortex-A9處理器。此外，Arria10FPGA和SoC還具有28Gbps收發(fā)器，帶寬比前一代產(chǎn)品高4倍，系統性能提高3倍，能夠支持2666MbpsDDR4。

　　支持應用擴展

　　Arria10具有高性能和低功耗的特性，Altera公司在軟件開(kāi)發(fā)上也增加了生產(chǎn)力。

　　Altera第10代產(chǎn)品將促進(jìn)可編程邏輯電路在新市場(chǎng)中的應用，進(jìn)一步加速FPGA向傳統ASSP和ASIC應用領(lǐng)域的拓展?？蛻?hù)的反饋也很積極主動(dòng)，與前一代的ArriaV客戶(hù)相比，Arria10客戶(hù)承諾的設計金額要高5倍。目前，在全球市場(chǎng)，Arria10擁有1000多名客戶(hù)，其中200多名來(lái)自亞洲，這其中也包括中國。出色的性能使Altera10代FPGA的應用市場(chǎng)得到有效的擴展。

　　從具體實(shí)例來(lái)看，由于A(yíng)rria10器件具有卓越性能，一個(gè)100G的固網(wǎng)通信客戶(hù)采用了它。在此之前，這個(gè)客戶(hù)從沒(méi)有采用過(guò)FPGA，這是他們第一次在設計中采用FPGA。事實(shí)上，客戶(hù)之所以這樣決定，正是因為Arria10能夠幫助他們獲得更低的運營(yíng)成本。另外，還有一個(gè)企業(yè)級的數據中心客戶(hù)也采用了FPGA，這一客戶(hù)主要是用FPGA去做快速搜索算法的處理，從而快速訪(fǎng)問(wèn)數據。

　　這些客戶(hù)之所以會(huì )選擇Arria10FPGA，一方面是因為Arria10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(kāi)發(fā)方面增加了生產(chǎn)力。

　　優(yōu)化開(kāi)發(fā)流程

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

　　除了在硬件方面實(shí)現優(yōu)化外，Altera第10代器件還由Altera的QuartusII開(kāi)發(fā)軟件和高級設計流程工具提供支持，其中包括OpenCL軟件開(kāi)發(fā)套件(SDK)、SoC嵌入式設計套裝(EDS)和DSPBuilder。

　　利用這一前沿的開(kāi)發(fā)工具套裝，設計團隊的工作效率得到提高，這同時(shí)也便于設計團隊在下一代系統中采用10代FPGA和SoC。與前一代產(chǎn)品相比，采用QuartusII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(shí)間的有效縮短，正是因為采用了現代多核計算技術(shù)這一前沿軟件算法。

　　在工藝合作方面，Altera與英特爾將在14nm及以下工藝繼續合作。此外，TSMC和Altera的合作伙伴關(guān)系已經(jīng)長(cháng)達20年，在中端20nm制程技術(shù)和低端55nm相關(guān)技術(shù)方面，我們仍然會(huì )和TSMC保持良好的合作關(guān)系。