ИС Intel® Arria® 10 FPGA и SoC
Самые производительные ИС FPGA и SoC на базе 20-нанометрового техпроцесса1
ИС Intel® Arria® 10 FPGA обеспечивают повышение производительности ядра более чем на один класс и преимущество до 20% по сравнению с конкурирующими решениями при использовании общедоступных проектов OpenCore.1 ИС Intel® Arria® 10 FPGA и SoC потребляют на 40 процентов меньше энергии, чем ИС FPGA и SoC предыдущего поколения, и используют единственные в отрасли аппаратные блоки обработки цифровых сигналов (DSP) с плавающей запятой, обеспечивающие скорость до 1,5 трлн операций с плавающей запятой в секунду (терафлопс).1
20-нанометровые ИС Intel® Arria® 10 на базе архитектуры ARM* обеспечивают оптимальную производительность, энергоэффективность, небольшие размеры и низкую стоимость для приложений средней категории. ИС Intel® Arria® 10 на базе 20-нанометрового техпроцесса TSMC сочетают в себе двухъядерную аппаратную процессорную систему (HPS) ARM Cortex*-A9 MPCore* с ведущей отраслевой технологией программируемой логики, включая усиленные блоки обработки цифровых сигналов (DSP) с плавающей запятой. ИС Intel® Arria® 10 SoC предлагают процессор с широким набором встроенных периферийных интерфейсов, усиленные блоки DSP с плавающей запятой переменной точности, встроенные высокоскоростные трансиверы, аппаратные контроллеры памяти и контроллеры интеллектуальной собственности протоколов (IP) в одном плотно интегрированном корпусе.
Также см. ресурсы по ИС Intel® Arria® 10 FPGA и SoC: Программное обеспечение для проектирования, Хранилище проектов, Файлы для загрузки, Сообщество и Поддержка
ИС Intel® Arria® 10 FPGA и SoC
Самые производительные ИС FPGA и SoC FPGA на базе 20-нанометрового техпроцесса1
ИС Intel® Arria® 10 FPGA обеспечивают повышение производительности ядра более чем на один класс и преимущество до 20% Fmax по сравнению с конкурирующими решениями при использовании общедоступных проектов OpenCore.1 Кроме того, ИС семейства Intel® Arria® 10 обеспечивает программируемую логику в единственных в отрасли ИС FPGA на базе архитектуры ARM* и 20-нанометрового техпроцесса с тактовой частотой до 1,5 ГГц. Семейство Intel® Arria® 10 также обеспечивает первую усиленную поддержку операций с плавающей запятой в ИС FPGA, открывающую новый уровень производительности DSP.
ИС Intel® Arria® 10 SoC FPGA: когда архитектура имеет значение
В ИС Intel® Arria® 10 SoC FPGA объединяются система аппаратного процессора на базе архитектуры ARM* (HPS), которая сочетает процессор, периферийные устройства и интерфейсы памяти со скоростной магистралью коммутационной сети FPGA. Она сочетает в себе производительность и энергосбережение аппаратного IP-ядра с гибкостью программируемой логики. ИС Intel® Arria® 10 SoC на базе 20-нанометрового техпроцесса TSMC сочетают в себе двухъядерный аппаратный процессор ARM* Cortex*-A9 MPCore* HPS с ведущей в отрасли технологией программируемой логики, которая включает усиленные блоки обработки цифровых сигналов (DSP) с плавающей запятой.
Процессорная система (HPS)
В ИС Intel® Arria® 10 SoCs используется двухъядерный процессор ARM* Cortex*-A9 MPCore* (HPS) второго поколения, отличающийся скоростью и безопасностью, а также программной совместимостью с SoC предыдущего поколения. ИС Intel® Arria® 10 SoC позволяют уменьшить размеры платы и повысить производительность посредством интеграции процессора гигагерцевого класса, логики FPGA, и функций обработки цифровых сигналов (DSP) в единую настраиваемую пользователем интегрированную систему. ИС Intel® Arria® 10 SoC предлагают самый широкий выбор плотности логики FPGA на настоящий момент. Эти усовершенствования связаны с требованиями коммуникационных систем, систем вещания, компьютерного оборудования и систем хранения нового поколения к производительности, энергопотреблению и безопасности.
Еще быстрее
Процессор с тактовой частотой 1,5 ГГц обеспечивает увеличение производительности более чем на 50% по сравнению с предыдущим поколением и снижение энергопотребления на 30%.
Более высокий уровень защиты
Intel® Arria® 10 SoC поддерживают защищенную загрузку с аутентификацией на базе EC DSA, многоуровневой инфраструктурой открытых ключей для поддержки корня доверия, расширенным стандартом шифрования (AES) и новыми функциями защиты от взлома.
Улучшенная архитектура
Аппаратный процессор Intel® Arria® 10 HPS имеет три ядра Ethernet MAC, 256 КБ сверхоперативной памяти, поддерживает 8-битные и 16-битные устройства флэш-памяти NAND, карты памяти eMMC SD/SDIO/MMC и 72-битную память DDR3/4.
Характеристики аппаратных процессоров семейства Intel® Arria® 10 SoC
Используются общие аппаратные процессоры HPS для всех устройств в серии Intel® Arria® 10 SoC.
Процессор
Двухъядерный процессор ARM* Cortex-A9* MPCore* с технологией отладки и трассировки ARM* CoreSight*.
Сопроцессоры
Блоки векторных операций с плавающей запятой (VFPU) одинарной и двойной точности, механизм медиа-обработки ARM* NEON* для каждого процессора, блок управления снупингом (SCU), порта когерентности ускорения (ACP).
Кэш-память 1 уровня
32 КБ кэш-памяти 1-го уровня для команд, 32 КБ кэш-памяти 1 уровня для данных.
Кэш-память 2 уровня
512 КБ общей кэш-памяти 2 уровня.
Сверхоперативная память
256 КБ.
Память HPS DDR
DDR4 и DDR3 (до 64 бит с кодом коррекции ошибок (ECC)).
Контроллер прямого доступа к памяти (DMA)
8-канальный прямой доступ к памяти (DMA).
Контроллер EMAC
3 x 10/100/1000 EMAC с встроенной поддержкой DMA.
Контроллер USB OTG
2 порта USB OTG с встроенной поддержкой DMA.
Контроллер UART
2 UART 16550-совместимых порта.
Контроллер последовательного периферийного интерфейса (SPI)
4 порта SPI.
Контроллер шины I2C
5 портов I2C.
Контроллер флэш-памяти QSPI
Поддержка 1х флэш-памяти SIO, DIO, QIO SPI.
Контроллер SD/SDIO/MMC
1 карта памяти eMMC 4.5 с поддержкой DMA и CE-ATA.
Контроллер флэш-памяти NAND
1 порт ONFI версии 1.0 или выше с поддержкой режима 8 бит и 16 бит.
Ввод-вывод общего назначения (GPIO)
62 программируемых портов GPIO.
Таймеры
7 таймеров общего назначения, 4 сторожевых таймера.
Безопасность
Поддержка Secureboot, шифрования AES и аутентификации на базе алгоритма цифровой подписи ECDSA.
Трансиверы
Трансиверы с высокой пропускной способностью и низкой задержкой для надежной связи
Последовательные трансиверы ИС Intel® Arria® 10 FPGA и SoC предлагают высокую пропускную способность, низкую задержку и самое низкое энергопотребление, помогая создавать высокоскоростные системы связи.2 Трансиверы ИС Intel® Arria® 10 FPGA и SoC предлагают широкий спектр возможностей для поддержки разнообразных протоколов и надежной пропускной способности при низких эксплуатационных расходах в самых разных областях, от сбора данных, распределения данных по блейд-серверам через объединительную плату или перемещения данных на следующую систему в ЦОД до транспортировки данных по миру через сложную оптическую сеть.
Области применения трансиверов ИС Intel® Arria® 10 FPGA и SoC
Трансиверы ИС Intel® Arria® 10 FPGA и SoC хорошо подходят для следующих областей:
- Удаленные радиоузлы.
- Передача данных Nx100G.
- Ускорение серверов.
- Обработка видео с разрешением 4K.
- Военные радары.
- И многие другие области применения, в которых требуется высокая пропускная способность.
- ИС Intel® Arria® 10 FPGA и SoC на базе 20-нанометрового техпроцесса обеспечивают общую последовательную пропускную способность свыше 3,3 Тбит/с. Устройства Intel® Arria® 10 GX предлагают до 96 каналов пропускной способностью 17,4 Гбит/с для ближнего радиуса действия и до 12,5 Гбит/с для поддержки объединительных плат. Кроме того, ИС Intel® Arria® 10 GT FPGA обеспечивают скорость передачи данных до 25,78 Гбит/с, позволяя добиться пропускной способности высочайшего уровня на устройстве средней категории.
Характеристики трансиверов Intel® Arria® 10 FPGA и SoC
Трансиверы ИС Intel® Arria® 10 FPGA и SoC имеют разносторонний набор характеристик, позволяющий работать с разнообразными соединениями и обеспечивающий бесперебойную работу соединений, включая полнофункциональное подключение к физическое среде (PMA) и аппаратные физические подуровни кодирования (PCS). Кроме того, выделенные аппаратные IP-блоки PCI Express* (PCIe*) предоставляют полный набор усиленных протоколов для поддержки стандарта PCIe* поколения 1, поколения 2 и поколения 3x8. На следующем рисунке показан богатый набор функциональных возможностей, доступных для реализации высокоскоростных последовательных соединений с описанными преимуществами.
Характеристики
Скорость передачи данных между микросхемами
От 125 Мбит/с до 17,4 Гбит/с (устройства Intel® Arria® 10 GX).
От 125 Мбит/с до 25,78 Гбит/с (устройства Intel® Arria® 10 GT).
Поддержка объединительных плат
Скорость передачи данных на объединительных платах до 12,5 Гбит/с.
Поддержка оптических модулей
SFP+/SFP, XFP, CXP, QSFP/QSFP28, CFP/CFP2/CFP4.
Поддержка кабельных приводов
SFP+ Direct Attach, PCIe* через кабель, eSATA.
Предварительное усиление передачи
5-ступенчатое усиление и ослабление передачи для компенсации потерь на системном канале.
Непрерывный линейный блок выравнивания по времени (CTLE) с двумя режимами
Линейное выравнивание приемника при высоком усилении и высокой скорости передачи данных для компенсации потерь на системном канале.
Блок выравнивания Decision Feedback Equalizer (DFE)
DFE с 11 фиксированными ступенями для компенсации потерь на канале объединительной платы в присутствии шумов и помех.
Переменный усилитель (VGA)
Широкополосный усилитель, максимально расширяющий входной динамический диапазон.
Цифровая адаптивная отладка параметров Altera (ADAPT)
Цифровой механизм адаптации позволяет автоматически настроить все параметры выравнивания канала, включая блоки CTLE, DFE и VGA, которые обеспечивают оптимальный энергетический запас линии без вмешательства пользовательской логики.
Высокоточная система калибровки целостности сигнала (PreSICE)
Усиленный контроллер калибровки быстро настраивает все параметры калибровки трансивера при включении для обеспечения оптимальной целостности сигнала.
Фазовая автоподстройка частоты передачи ATX (PLL)
ФАПЧ передачи LC-цепей (индуктор-конденсатор) со сверхнизким уровнем помех с непрерывным диапазоном отладки для охвата широкого спектра стандартных и специализированных протоколов.
ФАПЧ умножителя тактовой частоты (CMU PLL)
Источники тактовых импульсов передачи на базе кольцевого генератора для систем с разными скоростями передачи.
Дробная ФАПЧ (fPLL)
Встроенные синтезаторы дробных часов для замены встроенных генераторов на кристаллах и сокращения расходов на систему.
Гибридное восстановление тактовых сигналов (CDR) с цифровой поддержкой
Высочайшая устойчивость к помехам с быстрой фиксацией соединения и независимой ФАПЧ канала.
Блочные режимы DSP
Доступны три блочных режима DSP:
- Режим с плавающей запятой.
- Режим со стандартной точностью.
- Режим с высокой точностью.
Усиленная обработка операций с плавающей запятой в ИС Intel® Arria® 10 FPGA и SoC
В устройствах Intel® Arria® 10 корпорация Intel расширила возможности блоков DSP переменной точности, добавив усиленные операторы с плавающей запятой. Блок DSP переменной точности в ИС Intel® Arria® 10 FPGA и SoC представляет новый режим с плавающей запятой, обеспечивающий революционную производительность операций с плавающей запятой до 1,5 терафлопс.
Архитектурные инновации в реализации блоков DSP IEEE 754 с усилением операций с плавающей запятой одинарной точности в ИС Intel® Arria® 10 FPGA и SoC поддерживают скорость обработки до 1,5 терафлопс (триллиона операций с плавающей запятой в секунду) и энергоэффективностью до 40 гигафлопс/Вт.
Для блоков DSP ИС Intel® Arria® 10 со стандартной точностью с фиксированной запятой, с высокой точностью с фиксированной запятой и одинарной точностью с плавающей запятой проектировщики могут использовать разнообразные алгоритмы с разнообразной точностью вплоть до операций с плавающей запятой с двойной точностью, соответствующих стандарту IEEE 754. Усиленная обработка с плавающей запятой дает проектировщикам возможность реализовать алгоритмы с плавающей запятой с производительностью и энергоэффективностью на уровне операций с фиксированной запятой. Этого можно добиться без компромиссов по мощности, размерам или плотности и без потери функций или возможностей операций с фиксированной запятой.
ИС Intel® Arria® 10 FPGA и SoC — привлекательные решения для промышленных и беспроводных систем, ресурсоемких вычислительных приложений, высокопроизводительных вычислительных систем, машинного обучения, высокоточных радаров и приложений для ускорения ЦОД.
Режим с плавающей запятой
Один блок DSP в режиме с плавающей запятой обеспечивает множитель с плавающей запятой одинарной точности и сумматор одинарной точности в соответствии с IEEE 754, благодаря чему достигается максимальная производительность операций с плавающей запятой среди всех ИС FPGA на рынке. Эти операторы с плавающей запятой позволяют обеспечить конструкцию, аналогичную традиционным конструкциям с фиксированной запятой, предоставляя проектировщикам FPGA преимущества плавающей запятой без дополнительных расходов. Проектировщики также могут продолжать использование операций с плавающей запятой и не тратить месяцы на преобразование алгоритмов в операции с фиксированной запятой и проверку точности.
Преимущества режима с плавающей запятой:
- Множитель IEEE 754 с одинарной точностью и сумматор IEEE 754 с одинарной точностью в каждом блоке DSP.
- Поддержка операций с плавающей запятой, в том числе: AxB, A+C, A-C, AxB+C, AxB-C, Acc=AxB+Acc.
- Векторные операции для поддержки свертки, скалярного произведения и других функций линейной алгебры.
- Сложное умножение с использованием быстрого преобразования Фурье (FFT).
Помимо операций с плавающей запятой, новый блок предварительного просмотра переменных включает:
- Регистры внутреннего конвейера для ускорения fMAX и снижения энергопотребления.
- 108 вводов, 74 вывода.
- Режим умножения 18x19, позволяющий предварительному сумматору использовать два 18-битных ввода.
- Опциональный второй накопитель (регистр обратной связи) для сложной последовательной фильтрации.
- Два независимых множителя 18x19.
- Встроенные банки регистров коэффициентов на 18 бит или 28 бит, с функцией предварительного сумматора или без нее.
Каскадная шина
Во всех режимах блока DSP используется 64-битный накопитель, и каждый блок DSP переменной точности имеет 64-битную каскадную шину. Каскадная шина позволяет добиться еще более высокой точности обработки сигнала благодаря каскадной отправке нескольких блоков через выделенную шину.
Архитектура DSP с переменной точностью сохраняет обратную совместимость. Она эффективно поддерживает существующие 18-битные приложения DSP, в том числе обработку видео высокой точности, повышающее или понижающее цифровое преобразование и многоскоростную фильтрацию.
Полный набор инструментов для повышения продуктивности работы проектировщиков, включая конструкции на базе моделей, на базе C и на базе HDL/IP.
- DSP Builder for Intel® FPGA (на базе Simulink).
- Intel® FPGA SDK для OpenCL™ (C-based).
- Intel® Quartus®Prime (на базе HDL/IP).
Нужна дополнительная производительность операций с плавающей запятой? Проекты Intel® Arria® 10 предлагают интегрированную конструкцию и возможность миграции на устройства Stratix® 10, предлагающие производительность 10 терафлопс. Для получения более подробной информации обратитесь к представителю по продажам в вашем регионе.
Ресурсы
Additional Resources
Explore more content related to Intel® FPGA devices such as development boards, intellectual property, support and more.
Support Resources
Resource center for training, documentation, downloads, tools and support options.
Development Boards
Intel® FPGA and its partners offer a large selection of development boards and hardware tools to accelerate the FPGA design process.
Intellectual Property
The Intel® FPGA IP portfolio covers a wide variety of applications with a combination of soft and hardened IP cores along with reference designs.
Design Tools
Explore our suite of software and development tools to assist hardware engineers and software developers when creating an FPGA design.
Contact Sales
Get in touch with sales for your Intel® FPGA product design and acceleration needs.
Ordering Codes
Decipher Intel® FPGA part numbers, including the significance of certain prefixes and package codes.
Where to Buy
Contact an Intel® Authorized Distributor today.
Информация о продукте и производительности
Тестирование производительности компонентов производится в рамках конкретного теста на определенных системах. Любые различия в программном, аппаратном обеспечении или конфигурации будут оказывать влияние на фактическую производительность. При принятии решения о приобретении ПК рекомендуется обращаться также к другим источникам информации о характеристиках. Для получения исчерпывающей информации о производительности и результатах эталонных тестов посетите веб-сайт по адресу www.intel.com/benchmarks.
Доступность функций и преимуществ технологий Intel® зависит от конфигурации системы, а для их работы может потребоваться оборудование, программное обеспечение или активация сервисов. Значения производительности могут изменяться в зависимости от конфигурации системы. Ни одна вычислительная система не может быть полностью защищена. Обратитесь к производителю или продавцу вашего ПК или посетите веб-сайт https://www.intel.ru.