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英特尔发布全球最高容量FPGA

2019-11-09
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在英特尔举办FPGA技术日上,英特尔宣布扩充了其Stratix 10系列产品,推出了Stratix 10 GX 10M FPGA。据英特尔网络和自定义逻辑事业部副总裁兼FPGA 和电源产品营销总经理Patrick Dorsey介绍,新产品是全球最高容量的FPGA,拥有1020万个逻辑单元,433亿个晶体管,现已量产。


EMIB技术成就最高容量FPGA的实现


众所周知,英特尔Stratix 10 GX 系列FPGA是专为满足高吞吐量系统的高性能要求而设计,该系列也是Stratix 10家族中的通用FPGA产品。据了解,本次推出的Stratix 10 GX 10M FPGA也属于通用型FPGA。


英特尔本次推出的新款产品是全球最高容量FPGA,这也是本款新品的最大亮点之一。此前,Stratix 10 GX 1SG280 FPGA是英特尔Stratix 10系列中元件密度最高的设备。据英特尔官方资料显示,本次Stratix 10 GX 10M FPGA 拥有 1020 万个逻辑单元,其密度约为前代产品的3.7倍,I/O连接是前代的2倍,同等容量下的功耗也降低了40%。



英特尔推出的新款FPGA之所以能够在容量上得到再次突破,要归功于英特尔 Stratix 10 FPGA 架构以及英特尔先进的嵌入式多芯片互连桥接 (EMIB) 技术。其利用EMIB 技术融合了两个高密度英特尔 Stratix 10 GX FPGA 核心逻辑晶片(每个晶片容量为 510 万个逻辑单元)以及相应的 I/O 单元。


据悉,英特尔 Stratix 10 GX 10M FPGA是第一款使用EMIB技术并在逻辑和电气上将两个FPGA逻辑晶片结合到一起的英特尔FPGA,实现高达1020万个逻辑单元密度。在该设备上,数万个连接通过多颗 EMIB 将两个FPGA构造晶片进行连接,从而在两个单片FPGA逻辑晶片之间形成高带宽连接。


据Patrick介绍:“在单晶片上实现高容量的设计会使得最终FPGA的尺寸十分大,采用EMIB技术将两个晶片融合在一起,可以突破尺寸的局限。新款FPGA中集成的两个逻辑晶片之间的连接多达25920个,虽然是两个晶片,却可以视为是一个晶片在工作。”


助力ASIC原型设计与仿真市场


据相关技术文章显示,通常的ASIC开发流程是逻辑设计、前仿真及QTV分析、版图设计、后仿真及LVS、DRC、ERC、测试向量生成、图形生成,其后是掩膜、制造、封装、测试。在ASIC设计流程中,仿真阶段所花费的时间是最长的。将FPGA引入到ASIC原型仿真中可大大降低仿真的时间。


同时,伴随着5G、AI等新兴领域的举起,需要ASIC处理的数据量也越来越大,因而,ASIC原型设计和仿真市场对当前最大容量的FPGA需求也格外急切。有数家供应商提供商用现成 (COTS) ASIC原型设计和仿真系统,对于这些供应商而言,能够将当前最大的 FPGA 用于 ASIC 仿真和原型设计系统中,就意味着获得了巨大的竞争优势。


ASIC 仿真和原型设计系统可以帮助设计团队大幅降低设计风险。因此,包括英特尔 Stratix 10 FPGA 和更早的 Stratix III、Stratix IV 和 Stratix V 设备在内的英特尔 FPGA,十多年来一直被用做很多仿真和原型设计系统的基础设备。此次,英特尔推出的Stratix 10 GX 10M FPGA针对ASIC原型设计与仿真市场,可加快下一代5G、AI、网络ASIC验证与创新。


使用最大型的 FPGA,就能够在尽可能少的 FPGA 设备中纳入大型 ASIC、ASSP 和 SoC 设计。英特尔Stratix 10 GX 10M FPGA也是用于此类应用的一系列大型 FPGA 系列中的最新设备,适用于耗用亿级 ASIC 门的数字IC设计。


同时,根据市调机构Ovum预估,2018-2025年,ASIC的市占率将从11%大幅增加至48%。边缘加速需要非常低功耗的引擎,因此,低功耗是关键点。对此,英特尔本次所推出的FPGA也能够满足这样的需求。新FPGA在同等容量下将功耗降低了40%,也是本产品的另一大亮点之一。英特尔的FPGA结合CPU、Movidius VPU与OpenVINO,已经可以应用在多种边缘计算场景中。



oneAPI助力FPGA发展


谁这一数据为中心的计算工作负载日益多样化,企业需要各种不同的计算架构加以应对,包括CPU、GPU、FPGA和AI专用芯片等各种计算加速引擎。由于芯片设计的复杂度提升,成功设计一个芯片所牵扯的步骤与过程也愈加复杂。除了硬件的需求以外,与之相对应的软件也成为了在芯片设计中的关键一环。


包括FPGA在内的多种硬件平台需要一个高效的软件编程工具来充分释放其性能。为此,英特尔提出了软件项目 “oneAPI”,该项目旨在提供一个统一的编程模型,以简化跨不同计算架构的应用程序开发工作。



Patrick介绍表示:“利用oneAPI无需做更多的硬件层面开发,利用硬件优化的库,来减少软件开发人员的工作。硬件定制化带来最优的结果是oneAPI可以助力产品更快地上市。oneAPI也将会支持Stratix 10和以及英特尔下一代FPGA Agilex系列产品。”


建立FPGA生态


英特尔十分注重FPGA生态的建设,尤其是人在生态环境中发挥的作用。据Patrick介绍,从2015年到如今四年的时间里,英特尔从事FPGA相关的人员,已经增加了50%。除此之外,英特尔还于去年建立了英特尔FPGA中国创新中心,据悉,该中心也是英特尔全球最大的FPGA创新中心。英特尔希望未来三年能够认证1万名FPGA专业人才。



这种大规模的投入,也使得英特尔得到了回报。据其第三季度财报显示,在本季度中英特尔交付了首批 10 nm Agilex FPGA。据其官方介绍显示,英特尔下一代FPGA产品, Agilex FPGA是基于英特尔10纳米制程技术的第二代HyperFlex™ FPGA架构而设计,采用了英特尔嵌入式多芯片互连桥接技术(EMIB)的异构3D系统级封装(SiP)技术。这些先进技术让英特尔能够将模拟、内存、可定制计算、可定制I/O ,英特尔eASIC设备模块和FPGA逻辑结构集成到一个芯片封装中。使用Agilex FPGA可为网络、5G和加速数据分析开发先进的解决方案。


英特尔FPGA支持建设更智能、带宽更高的网络,并正在积极部署从边缘到云的建设。通过IA+FPGA解决方案,帮助嵌入式与物联网、网络和通信、云和企业等多种领域实现市场的需求。



发展FPGA产业和培育FPGA生态,不仅对英特尔有着非常重要的战略意义,也将影响未来FPGA的发展。


*免责声明:本文由作者原创。文章内容系作者个人观点,半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点,不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持,如果有任何异议,欢迎联系半导体行业观察。


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