Intel® Arria® 10 FPGAs und SoCs

FPGA und SoC mit höchster Leistung bei 20 nm1

Intel® Arria® 10 FPGAs bieten eine um mehr als eine Geschwindigkeitsstufe schnellere Core-Leistung und einen fMax-Vorteil von bis zu 20 % gegenüber der Konkurrenz bei Verwendung von öffentlich verfügbaren OpenCore-Designs.1Intel® Arria® 10 FPGAs und SoCs sind bis zu 40 Prozent stromsparender als FPGAs und SoCs der vorherigen Generation und verfügen über die branchenweit einzigen digitalen DSP-Blöcke (Digital Floating Point Processing) mit Geschwindigkeiten von bis zu 1,5 Tera Gleitkommaoperationen pro Sekunde (TFLOPS).1

Der 20 nm ARM*-basierte Intel® Arria® 10 SoC bietet optimale Leistung, Energieeffizienz, einen kleinen Formfaktor und niedrige Kosten für Midrange-Anwendungen. Der Intel Arria 10 SoC, der auf der 20-nm-Prozesstechnologie von TSMC basiert, kombiniert ein Dual-Core ARM Cortex*-A9 MPCore* Hard Processor System (HPS) mit branchenführender programmierbarer Logik-Technologie, die gehärtete digitale Signalverarbeitungsblöcke (DSP) mit Gleitkommazahlen enthält. Der Intel Arria 10 SoC verfügt über einen Prozessor mit einer Vielzahl von eingebetteten Peripheriegeräten, gehärteten Gleitkomma-DSP-Blöcken mit variabler Genauigkeit, eingebetteten Hochgeschwindigkeits-Transceivern, Hard-Memory-Controllern und Protokoll-Controllern für geistige Eigenschaften (IP) - alles in einem einzigen hoch integrierten Gehäuse.

Siehe auch: Intel® Arria® 10 FPGAs & SoCs Design Software Design Store, Downloads, Community und Support

Intel® Arria® 10 FPGAs und SoCs

Hard Processor System (HPS)

Intel® Arria® 10 SoCs verfügen über einen Dual-Core ARM* Cortex*-A9 MPCore* Prozessor der zweiten Generation, der schneller, sicherer und softwarekompatibel zu den SoCs der vorherigen Generation ist. Intel® Arria® 10 SoCs verfügen über einen Dual-Core ARM* Cortex*-A9 MPCore* Prozessor der zweiten Generation, der schneller, sicherer und softwarekompatibel zu den SoCs der vorherigen Generation ist. Intel® Arria® 10 SoCs offer the broadest selection of FPGA logic densities to date. Diese Verbesserungen entsprechen den Leistungs-, Energie- und Sicherheitsanforderungen von Kommunikations-, Rundfunk-, Computer- und Speichergeräten der nächsten Generation.

Intel® Arria® 10 SoC Produktmerkmale von HPS

Der HPS ist allen Geräten der Intel® Arria® 10 SoC Reihe gemeinsam.

Transceiver

Intel® Arria® 10 FPGA- und SoC-Transceiver-Anwendungen

Intel® Arria® 10 FPGA- und SoC-Transceiver sind gut geeignet für:

  • Ferngesteuerte Funkköpfe.
  • Nx100G-Datenübertragung.
  • Serverbeschleunigung.
  • 4K-Videoverarbeitung.
  • Militärradar.
  • Und viele weitere Anwendungen mit hoher Bandbreite.
  • Die auf 20 nm Prozess-Technologie basierenden Intel® Arria® 10 FPGAs und SoCs bieten eine serielle Gesamtbandbreite von über 3,3 Tbps. Intel® Arria® 10 GX-Geräte verfügen über bis zu 96 Kanäle mit 17,4 Gbit/s für Anwendungen mit kurzer Reichweite sowie über bis zu 12,5 Gbit/s für Backplane-Unterstützung. Darüber hinaus verfügt der Intel® Arria® 10 GT FPGAs über Datenraten von bis zu 25,78 Gbit/s und bringt damit High-End-Bandbreitenleistung in ein Gerät der Mittelklasse.

Intel® Arria® 10 FPGA- und SoC-Transceiver-Merkmale

Die Intel® Arria® 10 FPGA- und SoC-Transceiver verfügen über einen vielseitigen Funktionsumfang, um einen breiten Bereich von Verbindungen zu handhaben und einen fehlerfreien Link-Betrieb zu gewährleisten, einschließlich voll funktionsfähiger Physical Medium Attachment (PMA) und Hard Physical Coding Sublayer (PCS) Schichten. Darüber hinaus bieten dedizierte PCI Express* (PCIe*) Hard Intellectual Property (IP)-Blöcke einen vollständig gehärteten Protokoll-Stack zur Unterstützung von PCIe* Gen1, Gen2 und Gen3x8. Die nachfolgende Abbildung zeigt die vielfältigen Möglichkeiten, die für die Implementierung serieller Hochgeschwindigkeitsverbindungen mit den beschriebenen Vorteilen zur Verfügung stehen.

DSP-Blockmodi

Die drei verfügbaren DSP-Block-Modi sind wie folgt:

  • Fließkommamodus.
  • Standard-Präzisionsmodus.
  • Hochpräzisionsmodus.

Gehärtete Fließkomma-Verarbeitung in Intel® Arria® 10 FPGAs und SoCs

In Intel® Arria® 10-Geräten wurde der DSP-Block von Intel mit variabler Genauigkeit durch gehärtete Gleitkomma-Operatoren verbessert. Der Intel® Arria® 10 FPGA- und SoC-DSP-Block für variable Genauigkeit führt einen neuen Gleitkommamodus ein, der eine bahnbrechende Gleitkommaleistung von bis zu 1,5 TeraFLOPs bietet.

Die innovative Architektur bei der Implementierung von IEEE 754 Single-Precision Hardened Floating-Point DSP (Digital Signal Processing) Blöcken in Intel® Arria® 10 FPGAs und SoCs ermöglicht Verarbeitungsraten von bis zu 1,5 TFLOPs (Tera Floating-point Operations Per Second) und eine Energieeffizienz von bis zu 40 GFLOPs/Watt.

Dank der drei Modi, die für Intel® Arria® 10DSP-Blöcke zur Verfügung stehen: Festkomma mit Standardpräzision, Festkomma mit hoher Präzision und Gleitkomma mit einfacher Präzision, können Entwickler eine Vielzahl von Algorithmen implementieren, die Festkomma- bis hin zu Gleitkommaoperationen mit doppelter Präzision gemäß IEEE 754 erfordern. Die gehärtete Fließkomma-Verarbeitung verfügt über die Möglichkeit, Algorithmen in Fließkomma zu implementieren, die ähnlich leistungsfähig und energieeffizient sind wie Festkomma. Dies lässt sich ohne Kompromisse bei Leistung, Fläche oder Dichte und ohne Verlust von Festpunktmerkmalen oder Funktionalität erreichen.

Bei den Intel® Arria® 10 FPGAs und SoCs handelt es sich um eine überzeugende Lösung für industrielle und drahtlose Systeme, rechenintensive Anwendungen wie High-Performance-Computing, maschinelles Lernen, hochpräzise Radare und Beschleunigungsanwendungen für Rechenzentren.

Fließkommamodus

Ein einziger DSP-Block im Fließkommamodus stellt einen IEEE 754 Single-Precision Fließkommamultiplikator und einen IEEE 754 Single-Precision Addierer zur Verfügung und bietet damit die höchste Fließkommaleistung auf einem FPGA auf dem Markt. Mit diesen Fließkomma-Operatoren lassen sich Fließkomma-Entwürfe ähnlich wie herkömmliche Festkomma-Entwürfe gestalten, so dass FPGA-Designer die Vorteile von Fließkomma ohne zusätzliche Kosten nutzen können. Außerdem können die Konstrukteure in der Fließkommaberechnung bleiben, wodurch die monatelange Umwandlung von Algorithmen in Festkomma und die Überprüfung der Genauigkeit entfällt.

Der Fließkommamodus bietet :

  • Einen IEEE-754-Multiplikator mit einfacher Genauigkeit und ein IEEE-754-Addierer mit einfacher Genauigkeit in jedem DSP-Block.
  • Unterstützung von Fließkommaoperationen, wie z. B.: AxB, A+C, A-C, AxB+C, AxB-C, Acc=AxB+Acc.
  • Vektoroperationen zur Unterstützung von Faltung, Punktprodukten und anderen Funktionen der linearen Algebra.
  • Komplexe Multiplikation unter Verwendung der schnellen Fourier-Transformation (FFT).

Zusätzlich zu den Fließkommafähigkeiten umfasst der neue Block für die Variablenvorprüfung:

  • Interne Pipelineregister für schnelleren fMAX und niedrigeren Stromverbrauch.
  • 108 Eingänge, 74-Ausgänge.
  • 18 x 19-Multiplikationsmodus, der es der Vorverdrahtung ermöglicht, zwei 18-Bit-Eingänge zu verwenden.
  • Optionaler zweiter Akkumulator (Rückkopplungsregister) für komplexe serielle Filterung.
  • Zwei unabhängige 18x19-Multiplikatoren.
  • Eingebaute 18-Bit- oder 28-Bit-Koeffizientenregisterbänke, erhältlich mit oder ohne Pre-Adder-Funktion.

Kaskaden-Bus

Sämtliche DSP-Blockmodi verfügen über einen 64-Bit-Akkumulator, und jeder DSP-Block mit variabler Genauigkeit ist mit einem 64-Bit-Kaskadenbus ausgestattet. Der Kaskadenbus ermöglicht die Implementierung einer noch präziseren Signalverarbeitung durch Kaskadierung mehrerer Blöcke unter Verwendung eines speziellen Busses.

Die DSP-Architektur mit variabler Präzision behält die Abwärtskompatibilität bei. Er kann vorhandene 18-Bit-DSP-Anwendungen wie High-Definition-Videoverarbeitung, digitale Auf- oder Abwärtskonvertierung und Multirate-Filterung effizient unterstützen.

Eine vollständige Suite von Tools zur Beschleunigung der Produktivität des Entwicklers umfasst modellbasierte, C-basierte und HDL/IP-basierte Design-Eingabe.

Brauchen Sie noch mehr Fließkommaleistung? Intel® Arria® 10-Designs verfügen über einen nahtlosen Pfad für Design und Geräte-Migration zu Stratix 10-Geräte, die über eine Leistung von bis zu 10 TFLOPS verfügen. Um weitere Informationen zu erhalten, wenden Sie sich an Ihren lokalen Vertriebsmitarbeiter.

Produkt- und Leistungsinformationen

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Tests messen die Leistung von Komponenten bei einem bestimmten Test und mit bestimmten Systemen. Unterschiede in der Hardware, der Software oder der Konfiguration des Systems beeinflussen die tatsächliche Leistung. Wer vor dem Kauf die Leistungsfähigkeit bewerten möchte, sollte hierzu andere Informationsquellen heranziehen. Ausführlichere Angaben über die Leistung und Benchmarkergebnisse finden Sie unter www.intel.com/benchmarks.

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Die Funktionsmerkmale und Vorteile von Intel® Technik hängen von der Systemkonfiguration ab und können geeignete Hardware, Software oder die Aktivierung von Diensten erfordern. Die Leistung kann je nach verwendeter Systemkonfiguration unterschiedlich ausfallen. Kein Computersystem bietet absolute Sicherheit. Informieren Sie sich beim Systemhersteller oder Fachhändler oder unter http://www.intel.de.