英特爾tratix 10 SX系列FPGA芯片量產,成熟的高階SoC FPGA

　　Stratix 10 FPGA 是Altera 公司的“遺產”，Intel 去年宣布斥資167億美元收購Altera 公司，就是看中了FPGA芯片的未來，F(xiàn)PGA 芯片靈活性高，能效也高，將發(fā)揮不可替代的作用。

? ? ? ? 隨著摩爾定律越來越接近瓶頸，制造ASIC芯片的成本越來越高。因此，設計者會希望ASIC能實現(xiàn)一定的可配置性，同時又不影響性能。在希望能做成可配置的模塊中，負責與其他芯片或者總線通信的接口單元又首當其沖。

　　英特爾（Intel）日前宣布Stratix 10 SX系列芯片將開始出貨。Stratix 10 SX系列由10個裝置組成，邏輯單元（logic element;LE）數(shù)介于40萬~550萬個。每個裝置都有1個雙核或4核ARM Cortex-A53處理子系統(tǒng)。而其最接近的競爭產品，賽靈思（Xilinx） Zynq UltraScale + MPSOC EG系列約有110萬個邏輯單元。

　　根據(jù)記者報導，Stratix 10 SX Cortex-A53的運作時脈高達1.5GHz，嵌入式存儲器高達229Mb，還有高達5K的DSP模塊（block），11K 18×19乘法器，以及多達144個以最高30Gbps運行的SerDes收發(fā)器。

　　Stratix在規(guī)格上大幅超越Zynq，實際上是更貴、更大、更耗電的不同產品類別，這兩個產品線還有很多不同之處。

　　但從相似之處來看，可程式邏輯結構與處理器子系統(tǒng)的結合是驚人的成功組合。在同個芯片上結合功能強大的應用處理器與FPGA架構，遠遠超過簡單的整合，而能大幅增加處理器與其他相關邏輯、介面、加速器，周邊、存儲器之間可用連結的數(shù)量和類型。FPGA/SoC組合帶來將FPGA與處理器相結合所無法達到的驚人功能。

　　從市場行銷開始，賽靈思和英特爾就在FPGA-SoC領域采取截然不同的路徑。賽靈思一直非常小心不將Zynq稱為FPGA，而更傾向于將其定位為具先進功能的SoC。

　　Altera則從一開始就將其類似裝置簡稱為SoC FPGA。事實上，工程界對SoC及FPGA有廣泛了解，將這些術語合并的決定反映出這兩家公司對每個術語的先入之見，及其試圖贏得的主要設計師類型。

　　英特爾正在為已了解FPGA并希望FPGA擁有強大處理器的客戶服務。賽靈思則在追求用處理器進行設計，而可能希望處理器具備一些可程式結構的客戶。這種差異在行銷材料、工具及裝置本身功能處處可見。賽靈思Zynq裝置包含許多額外的SoC，如即時和繪圖處理器。英特爾FPGA SoC則是包括ARM核心、更成熟的高階FPGA。

　　FPGA本身也有一些顯著差異。英特爾的HyperFlex架構在整個數(shù)據(jù)路徑中放置了一系列小型鎖存器，創(chuàng)建1個微管線結構，能讓時序優(yōu)化工具在關鍵路徑上更均勻地平衡延遲，從而實現(xiàn)更快的最大時脈。在算術方面，英特爾在其DSP模塊中包含對單精度浮點的支持，賽靈思則未聲稱有更快的定點運算。依應用而定，支持浮動運算可能會很有價值，也可能是浪費資源。

　　然而，若想購買帶有嵌入式ARM應用處理器的高階FPGA，則英特爾新推出的14納米FinFET制程Stratix 10 SX是唯一選擇。這些裝置都是單片式設計，所以并未對先進的2.5D封裝增加成本，而強大規(guī)格應能使其在許多應用中不可或缺，包括英特爾鎖定的5G無線通訊、軟件定義無線電、軍用安全運算、網(wǎng)路功能虛擬化（NFV）和資料中心加速。

　　特別是在無線應用領域，觀察Stratix 10 SX與賽靈思新推出的Zynq RFSoC的采用情況會非常有趣。前者是款成熟的高階SoC FPGA，內建應用處理器;后者則相當于內建射頻/類比部件的中階SoC FPGA。對于每個特定應用，設計團隊將需要權衡更大的FPGA功能，以及將RF部件整合到同個裝置的能力，以及成本、功耗和其他常見因素。