Altera徹底改變基于FPGA的浮點DSP

　　Altera公司日前宣布在FPGA浮點DSP性能方面實現了變革。Altera是第一家在FPGA中集成硬核IEEE 754兼容浮點運算功能的可編程邏輯公司，前所未有的提高了DSP性能、設計人員的效能和邏輯效率。硬核浮點DSP模塊集成在正在發售的Altera 20 nm Arria 10 FPGA和SoC中，也集成在14 nm Stratix 10 FPGA和SoC中。集成硬核浮點DSP模塊結合先進的高級工具流程，客戶可以使用Altera的FPGA和SoC來滿足越來越高的大計算量應用需求，例如高性能計算 (HPC)、雷達、科學和醫療成像等。

　　含在Arria 10和Stratix 10器件中的硬核單精度浮點DSP模塊基于Altera創新的精度可調DSP體系結構。傳統的方法使用定點乘法器和FPGA邏輯來實現浮點功能，而Altera的硬核浮點DSP與此不同，幾乎不使用現有FPGA浮點計算所需要的邏輯資源，從而提高了資源效率。這一革命性的技術支持Altera在Arria 10器件中實現1.5 TeraFLOP (每秒浮點運算次數)的DSP性能，而在Stratix 10器件中DSP性能則高達10 TeraFLOP。DSP設計人員可以選擇定點或者浮點模式，浮點模塊與現有設計后向兼容。

　　Altera 公司軟件、IP及DSP市場總監Alex Grbic評論說：“在我們的器件中實現IEEE 754兼容浮點DSP模塊的確在FPGA上實現了變革。采用硬核浮點功能，Altera FPGA和SoC的性能和功耗效率比在更多的應用上優于微處理器和GPU。”

　　FPGA的每瓦性能最高

　　FPGA具有精細粒度的密集流水線體系結構，因此非常適合用作高性能計算加速器。器件包含了硬核浮點DSP模塊，因此客戶可以使用Altera FPGA來解決大數據分析、石油和天然氣行業的地震建模，以及金融仿真等世界上最復雜的HPC問題。在這些以及很多其他大計算量應用中，與DSP、CPU和GPU相比，FPGA的每瓦性能是最高的。

　　節省了數月的開發時間

　　在Altera FPGA和SoC中集成硬核浮點DSP模塊能夠縮短近12個月的開發時間。設計人員可以將其DSP設計直接轉譯成浮點硬件，而不是轉換為定點。結果，大幅度縮短了時序收斂和驗證時間。Altera還提供多種工具流程，幫助硬件設計人員、基于模型的設計人員以及軟件編程人員在器件中輕松實現高性能浮點DSP模塊。

　　· DSP Builder高級模塊庫提供了基于模型的設計流程，設計人員使用業界標準MathWorks Simulink工具在幾分鐘內就可以完成系統定義和仿真，直至系統實現。

　　· 對于軟件編程人員，Altera在FPGA編程中率先使用了OpenCL，并面向FPGA提供基于C語言的通用高級設計流程。Arria 10 FPGA浮點DSP模塊結合使用方便的開發流程，為軟件編程人員提供了硬件直接轉譯方法，幫助他們縮短了開發和驗證時間。

　　Arria 10 FPGA和SoC詳細信息

　　基于TSMC 20SoC工藝技術，Arria 10 FPGA和SoC在單個管芯中實現了業界容量最大、性能最好的DSP資源。應用專利冗余技術，Altera開發了含有1百15萬邏輯單元(LE)的業界密度最大的20 nm FPGA管芯。Arria 10器件性能比最快的28 nm高端FPGA高出15%，功耗比以前的28 nm Arria系列低40%。

　　20 nm Arria 10器件是業界唯一具有硬核浮點DSP模塊的FPGA，也是在FPGA架構中嵌入了硬核ARM® Cortex®-A9處理器系統的唯一20 nm SoC。器件帶寬比前一代高4倍，還具有很多其他針對高性能應用進行了優化的特性。Arria 10器件特性包括：

　　· 芯片至芯片/芯片至模塊接口速率高達28.3 Gbps的串行收發器

　　· 支持17.4 Gbps的背板

　　· 單個器件中含有96個收發器通道

　　· 雙核ARM Cortex-A9處理器系統

　　· 硬核浮點DSP模塊

　　· 支持下一代存儲器，包括業界速率最高的2666 Mbps DDR4，支持高速串行存儲器的混合立方存儲器互操作功能。

　　供貨信息

　　現在可以提供具有硬核浮點DSP模塊的Altera 20 nm Arria 10 FPGA。將于2014年下半年提供面向Arria 10器件中硬核浮點DSP模塊的浮點設計流程，包括了演示和基準測試。客戶現在可以采用Arria 10 FPGA開始設計，軟件實現浮點，提供設計流程支持后，無縫移植到硬核浮點實現。