Układy FPGA Intel® Arria® 10 i SoC

Najwyższa wydajność FPGA i SoC przy 20 nm 1

Układy FPGA Intel® Arria® 10 zapewniają większą wydajność prędkości rdzenia i do 20% MAX przewagi w porównaniu z konkurencją z wykorzystaniem publicznie dostępnych projektów OpenCore.1Układy FPGA i SoC Intel® Arria® 10 mają do 40 procent mniej energii niż układy FPGA i układy SoC poprzedniej generacji i są wyposażone w jedyne w branży bloki twardego zmiennoprzecinkowego cyfrowego przetwarzania sygnału (DSP) z szybkością do 1,5 tera operacji zmiennoprzecinkowych na sekundę ( TFLOPS).1

20 nm ARM*-based Intel® Arria® 10 SoC zapewnia optymalną wydajność, energooszczędność, konstrukcję małych rozmiarów i niskie koszty w zastosowaniach ze średniej półki. Intel Arria 10 SoC oparte na technologii procesowej 20-nm firmy TSMC, łączy dual-core ARM Cortex*-A9 MPCore* Hard Processor System (HPS) z wiodącą w branży programowalną technologią logiczną, która obejmuje: wzmocnione bloki cyfrowego przetwarzania sygnału zmiennoprzecinkowego (DSP) Intel Arria 10 SoC oferuje procesor z bogatym zestawem wbudowanych urządzeń peryferyjnych, wzmocnionymi zmiennoprzecinkowymi blokami DSP o zmiennej precyzji, wbudowanymi szybkimi urządzeniami nadawczo-odbiorczymi, kontrolerami pamięci twardej i kontrolerami protokołu własności intelektualnej (IP) — wszystko w jednym wysoce zintegrowanym pakiecie.

Patrz również: Oprogramowanie do projektowania Intel® Arria® 10 FPGA i SoC, Sklep z projektami, Do pobrania, Społeczność, oraz Wsparcie

Układy FPGA Intel® Arria® 10 i SoC

Komponent procesora HPS

Układy SoC Intel® Arria® 10 są wyposażone w dwurdzeniowy, oparty na twardym systemie procesora (HPS) dwurdzeniowy ARM* Cortex*-A9 MPCore* drugiej generacji, który jest szybszy, bezpieczniejszy i zgodny z oprogramowaniem poprzedniej generacji układów SoC. Dzięki procesorom Intel® Arria® 10 SoC można zmniejszyć rozmiar płyty, jednocześnie zwiększając wydajność, poprzez integrację procesora klasy GHz, technologii FPGA i funkcji cyfrowego przetwarzania sygnału w jeden System, z możliwością personalizacji przez użytkowników. Układy SoC Intel® Arria® 10 oferują najszerszy jak dotąd wybór gęstości logiki FPGA. Udoskonalenia te dotyczą wydajności, mocy i bezpieczeństwa nowej generacji urządzeń komunikacyjnych, nadawczych, komputerowych, oraz pamięci masowej.

Cechy Intel® Arria® 10 SoC Family HPS

HPS jest wspólny dla wszystkich urządzeń z serii Intel® Arria® 10 SoC.

Nadajniki–odbiorniki

Aplikacje nadajników Intel® FPGA Intel® Arria® 10 FPGA i SoC

Nadajniki FPGA Intel® Arria® 10 FPGA i SoC są odpowiednie następujących do celów:

  • Zdalne gniazda radiowe.
  • Transmisja danych Nx100G.
  • Przyspieszenie serwera.
  • Przetwarzanie filmów 4K.
  • Radar wojskowy.
  • Oraz wiele innych aplikacji o dużej przepustowości.
  • Zbudowane w oparciu o technologię procesową 20 nm, procesory Intel® Arria® 10 FPGA i SoC zapewniają ponad 3,3 Tb/s łącznej przepustowości szeregowej. Urządzenia Intel® Arria® 10 GX oferują do 96 kanałów przy 17,4 Gb/s do aplikacji krótkich, a także do 12,5 Gb/s na potrzeby obsługi płyt tylnych. Ponadto układ FPGA Intel® Arria® 10 GT zapewnia szybkość transmisji danych do 25,78 Gb/s, zapewniając wysoką przepustowość dla urządzeń średniej klasy.

Cechy nadajników Intel® Arria® FPGA Intel® Arria® 10 FPGA i SoC

Nadajniki FPGA Intel® Arria® 10 FPGA i SoC mają wszechstronny zestaw funkcji do obsługi szerokiej gamy łączy i zapewniają bezbłędne działanie łączy, w tym w pełni funkcjonalne warstwy fizycznego mocowania nośnika (PMA) i twarde warstwy kodowania fizycznego (PCS). Ponadto, dedykowane bloki twardej własności intelektualnej (IP) PCI Express* (PCIe*) zapewniają w pełni wzmocniony stos protokołów, obsługujący PCIe* Gen1, Gen2 i Gen3x8. Poniższy rysunek przedstawia bogaty zestaw możliwości, które są dostępne do implementacji szybkich łączy szeregowych z opisanymi korzyściami.

Tryby blokowe DSP

Dostępne są trzy tryby blokowe DSP:

  • Tryb zmiennoprzecinkowy.
  • Tryb standardowej precyzji.
  • Tryb wysokiej precyzji.

Wzmocnione przetwarzanie zmiennoprzecinkowe w układach Intel® Arria® 10 FPGA i SoC

W urządzeniach Intel® Arria® 10, firma Intel ulepszyła blok DSP o zmiennej precyzji, dodając wzmocnione operatory zmiennoprzecinkowe. Układ Intel® Arria® 10 FPGA i blok DSP o zmiennej precyzji SoC wprowadza nowy tryb zmiennoprzecinkowy, który zapewnia przełomową wydajność zmiennoprzecinkową do 1,5 TeraFLOP.

Innowacja architektoniczna we wdrażaniu wzmocnionych zmiennoprzecinkowych bloków IEEE 754 DSP (cyfrowego przetwarzania sygnałów) o pojedynczej precyzji w układach FPGA i SoC Intel® Arria® 10, umożliwia przetwarzanie z szybkością do 1,5 TFLOP (operacje zmiennoprzecinkowe Tera na sekundę) i zapewnia wydajność do 40 GFLOPs/Wat.

Trzy tryb dostępne dla bloków Intel® Arria® 10DSP: stałoprzecinkowy o standardowej precyzji, stałoprzecinkowy o wysokiej precyzji i zmiennoprzecinkowy o pojedynczej precyzji, zapewniają, że projektanci mogą implementować różnorodne algorytmy, wymagające stałego punktu, aż do podwojenia precyzji operacje zmiennoprzecinkowych zgodnych z IEEE 754. Wzmocnione przetwarzanie zmiennoprzecinkowe oferuje projektantom możliwość implementacji algorytmów zmiennoprzecinkowych o podobnej wydajności i energooszczędność jako punkt stały. Można to osiągnąć bez kompromisów w zakresie mocy, powierzchni lub gęstości oraz bez utraty funkcji, czy funkcjonalności stałopunktowych.

Układy FPGA i SoC Intel® Arria® 10 są atrakcyjnym rozwiązaniem dla przemysłowych systemów bezprzewodowych, aplikacji wymagających dużej mocy obliczeniowej, takich jak obliczenia o wysokiej wydajności, uczenie maszynowe, radary o wysokiej precyzji i aplikacje przyspieszające centra danych.

Tryb zmiennoprzecinkowy

Pojedynczy blok DSP w trybie zmiennoprzecinkowym zapewnia mnożnik zmiennoprzecinkowy pojedynczej precyzji IEEE 754 oraz sumator pojedynczej precyzji IEEE 754, zapewniając najwyższą wydajność zmiennoprzecinkową na dowolnym układzie FPGA na rynku. Te operatory zmiennoprzecinkowe pozwalają projektom zmiennoprzecinkowym być podobnymi do tradycyjnych projektów stałoprzecinkowych, zapewniając korzyści zmiennoprzecinkowe bez dodatkowych kosztów dla projektantów FPGA. Ponadto projektanci są w stanie pozostać w trybie zmiennoprzecinkowym, eliminując miesiące konwersji algorytmów na punkt stały, oraz weryfikację dokładności.

Tryb zmiennoprzecinkowy oferuje:

  • Mnożnik pojedynczej precyzji IEEE 754 i sumator pojedynczej precyzji IEEE 754 w każdym bloku DSP.
  • Obsługa operacji zmiennoprzecinkowych, takich jak AxB, A+C, A-C, AxB+C, AxB-C, Acc=AxB+Acc.
  • Operacje na wektorach wspierające splot, iloczyny skalarne i inne funkcje algebry liniowej.
  • Złożone mnożenie przy użyciu szybkiej transformacji Fouriera (FFT).

Oprócz funkcji zmiennoprzecinkowych, nowy blok podglądu zmiennych obejmuje:

  • Wewnętrzne rejestry potoku dla szybszego fMAX i mniejszego zużycia energii.
  • 108 wejść, 74 wyjścia.
  • Tryb mnożenia 18x19, pozwalający pre-sumatorowi na użycie dwóch 18-bitowych wejść.
  • Opcjonalny drugi akumulator (rejestr sprzężenia zwrotnego) do kompleksowego filtrowania szeregowego.
  • Podwójne niezależne mnożniki 18x19.
  • Wbudowane 18-bitowe lub 28-bitowe banki rejestrów współczynników, dostępne z funkcją pre-sumatora lub bez niej.

Magistrala kaskady

Wszystkie tryby bloków DSP są wyposażone w 64-bitowy akumulator, a każdy blok DSP o zmiennej precyzji jest wyposażony w 64-bitową magistralę kaskadową. Magistrala kaskadowa umożliwia realizację jeszcze bardziej precyzyjnego przetwarzania sygnału poprzez kaskadowanie wielu bloków przy użyciu dedykowanej magistrali.

Architektura DSP o zmiennej precyzji utrzymuje zgodność wsteczną. Może wydajnie obsługiwać istniejące 18-bitowe aplikacje DSP, takie jak przetwarzanie wideo w wysokiej rozdzielczości, cyfrowa konwersja w górę lub w dół, oraz filtrowanie wieloszybkościowe.

Kompletny zestaw narzędzi zwiększających produktywność projektantów obejmuje wprowadzanie projektów opartych na modelach, C i HDL/IP.

Potrzebujesz jeszcze większej wydajności zmiennoprzecinkowej? Projekty Intel® Arria® 10 zapewniają bezproblemową konstrukcję i ścieżkę migracji urządzeń do Stratix 10, oferując wydajność do 10 TFLOPS Aby uzyskać więcej informacji, skontaktuj się z lokalnym przedstawicielem działu sprzedaży.

Informacje o produktach i wydajności

1

Testy mierzą wydajność komponentów w określonych systemach i warunkach testowych. Różnice w sprzęcie, oprogramowaniu lub konfiguracji wpłyną na rzeczywistą wydajność systemów. Aby ocenić wydajność przed dokonaniem zakupu, należy zapoznać się z innymi źródłami informacji. Więcej szczegółowych informacji na temat wydajności i testów porównawczych można znaleźć na stronie www.intel.com/benchmarks.

2

Cechy i zalety technologii Intel® zależą od konfiguracji systemu i mogą wymagać obsługującego je sprzętu, oprogramowania lub aktywacji usług. Wydajność może różnić się od podanej w zależności od konfiguracji systemu. Całkowite zabezpieczenie systemu komputerowego jest niemożliwe. Więcej informacji można uzyskać od sprzedawcy lub producenta systemu albo na stronie http://www.intel.pl.