FPGAs y dispositivo de sistema integrado en chip Intel® Arria® 10

FPGA y dispositivo de sistema integrado en chip de alto desempeño a 20 nm1

FPGA Intel® Arria® 10 ofrece un desempeño de núcleo más rápido que un grado de velocidad y hasta un 20 % de ventaja fMAX en comparación con la competencia, utilizando diseños OpenCore disponibles públicamente.1Las FPGA y los dispositivos de sistema integrado en chip Intel® Arria® 10 tienen hasta un 40 % menos de energía que los FPGA y dispositivo de sistema integrado en chip de la generación anterior y cuentan con los únicos bloques de procesamiento de señal digital (DSP) de punto flotante físicos de la industria con velocidades de hasta 1,5 teras de operaciones de punto flotante por segundo (TFLOPS).1

El dispositivo de sistema integrado en chip Intel® Arria® 10 basado en ARM* de 20 nm ofrece un desempeño óptimo, eficiencia energética, factor de forma pequeño y bajo costo para aplicaciones de rango medio. El dispositivo de sistema integrado en chip Intel® Arria® 10, basado en la tecnología de proceso de 20 nm de TSMC, combina un sistema de procesador duro (HPS) ARM Cortex*-A9 MPCore* de doble núcleo con tecnología de lógica programable líder en la industria, que incluye bloques reforzados de procesamiento de señal digital de punto flotante (DSP). El dispositivo de sistema integrado en chip Intel® Arria® 10 ofrece un procesador con un conjunto enriquecido de características de periféricos integrados, bloques reforzados de DSP de precisión variable de punto flotante, transceptores de alta velocidad integrados, controladores de memoria física y controladores de propiedad intelectual (IP) de protocolo, todo en un solo paquete altamente integrado.

Consulte también: software de diseño de FPGAs y dispositivos de sistema integrado en chip Intel® Arria® 10, tienda de diseño, descargas, comunidad y soporte

FPGAs y dispositivo de sistema integrado en chip Intel® Arria® 10

Sistema de procesador físico (HPS)

Los dispositivos de sistema integrado en chip Intel® Arria® 10 cuentan con un sistema de procesador duro (HPS) basado en el procesador ARM* Cortex*-A9 MPCore* de doble núcleo de segunda generación que es más rápido, más seguro y compatible con el software de los dispositivos de sistema integrado en chip de la generación anterior. Con los dispositivos de sistema integrado en chip Intel® Arria® 10, puede reducir el tamaño de la placa mientras aumenta el desempeño al integrar un procesador de clase GHz, lógica FPGA y funciones de procesamiento de señal digital (DSP) en un solo sistema personalizable por el usuario en un chip. Los dispositivos de sistema integrado en chip Intel® Arria® 10 ofrecen la selección más amplia de densidades lógicas de FPGA hasta la fecha. Estas mejoras abordan los requisitos de desempeño, energía y seguridad de los equipos de almacenamiento, computación, transmisión y comunicaciones de última generación.

Características HPS de la familia Intel® Arria® 10 dispositivo de sistema integrado en chip

El HPS es común a todos los dispositivos de la serie Intel® Arria® 10 dispositivo de sistema integrado en chip.

Transceptores

Aplicaciones de transceptor FPGA Intel® Arria® 10 y dispositivo de sistema integrado en chip

Los transceptores FPGA y dispositivo de sistema integrado en chip Intel® Arria® 10 son ideales para:

  • Cabezales de radio remotos.
  • Transmisión de datos Nx100G.
  • Aceleración del servidor
  • Procesamiento de video 4K.
  • Radares militares.
  • Y muchas más aplicaciones de alto ancho de banda.
  • Basados en tecnología de proceso de 20 nm, los dispositivos de sistema integrado en chip y FPGA Intel® Arria® 10 proporcionan más de 3,3 Tbps de ancho de banda serial total. Los dispositivos Intel® Arria® 10 GX ofrecen hasta 96 canales a 17,4 Gbps para aplicaciones de corto alcance, así como hasta 12,5 Gbps para compatibilidad con backplane. Además, los FPGA Intel® Arria® 10 GT ofrecen velocidades de datos de hasta 25,78 Gbps, lo que brinda un desempeño de ancho de banda de gama alta en un dispositivo de gama media.

Características del transceptor FPGA y dispositivo de sistema integrado en chip Intel® Arria® 10

Los transceptores FPGA Intel® Arria® 10 y dispositivo de sistema integrado en chip tienen un conjunto de características versátiles para manejar una amplia gama de enlaces y proporcionar una operación de enlace sin errores, que incluye conexión de medio físico (PMA) con funciones completas y capas de subcapa de codificación física (PCS). Además, los bloques de propiedad intelectual (IP) duros PCI Express* (PCIe*) dedicados proporcionan una pila de protocolos reforzada completa para admitir PCIe* Gen1, Gen2 y Gen3x8. La siguiente ilustración muestra el amplio conjunto de capacidades que están disponibles para implementar enlaces seriales de alta velocidad con los beneficios descritos.

Modos de bloque DSP

Los tres modos de bloque DSP disponibles son los siguientes:

  • Modo de punto flotante.
  • Modo de precisión estándar.
  • Modo de alta precisión.

Procesamiento reforzado de punto flotante en FPGA y dispositivo de sistema integrado en chip Intel® Arria® 10

En los dispositivos Intel® Arria® 10, Intel ha mejorado el bloque DSP de precisión variable al incluir operadores reforzados de punto flotante. El bloque DSP de precisión variable FPGA y dispositivo de sistema integrado en chip Intel® Arria® 10 presenta un nuevo modo de punto flotante que ofrece un desempeño de punto flotante innovador de hasta 1,5 TeraFLOP.

La innovación arquitectónica en la implementación de bloques DSP (procesamiento de señal digital) de punto flotante reforzado de precisión simple IEEE 754 en FPGA y dispositivo de sistema integrado en chip Intel® Arria® 10 permite velocidades de procesamiento de hasta 1,5 TFLOP (operaciones de punto flotante Tera por segundo) y eficiencia energética de hasta 40 GFLOPs/vatio.

Con los tres modos disponibles para los bloques Intel® Arria® 10DSP: punto fijo de precisión estándar, punto fijo de alta precisión y punto flotante de precisión simple, los diseñadores pueden implementar una variedad de algoritmos que requieren punto fijo hasta el doble de operaciones de punto flotante de precisión compatibles con IEEE 754. El procesamiento de punto flotante reforzado ofrece a los diseñadores la capacidad de implementar algoritmos en punto flotante con un desempeño y una eficiencia energética similares a los de punto fijo. Esto se puede lograr sin comprometer la energía, área o densidad y sin perder características o funcionalidad de punto fijo.

Los FPGA y dispositivo de sistema integrado en chip Intel® Arria® 10 son una solución atractiva para sistemas inalámbricos industriales, aplicaciones informáticas intensivas como informática de alto desempeño, aprendizaje automático, radares de alta precisión y aplicaciones de aceleración de centros de datos.

Modo de punto flotante

Un solo bloque DSP en el modo de punto flotante proporciona un multiplicador de punto flotante de precisión simple IEEE 754 y un sumador de precisión simple IEEE 754, lo que brinda el desempeño de punto flotante más alto en cualquier FPGA en el mercado. Estos operadores de punto flotante permiten que los diseños de punto flotante sean similares a los diseños tradicionales de punto fijo, brindando los beneficios del punto flotante sin costo adicional para los diseñadores de FPGA. Además, los diseñadores pueden permanecer en punto flotante, eliminando meses de conversión de algoritmos a punto fijo y verificando la precisión.

El modo de punto flotante ofrece:

  • Un multiplicador de precisión simple IEEE 754 y un agregador de precisión simple IEEE 754 en cada bloque DSP.
  • Soporte para operaciones de punto flotante, como: AxB, A+C, A-C, AxB+C, AxB-C, Acc=AxB+Acc.
  • Operaciones vectoriales para admitir convolución, productos punto y otras funciones de álgebra lineal.
  • Multiplicación compleja usando transformada rápida de Fourier (FFT).

Además de las capacidades de punto flotante, el nuevo bloque de previsión variable incluye:

  • Registros internos de canalización para un fMAX más rápido y un menor consumo de energía.
  • 108 entradas, 74 salidas.
  • Modo de multiplicación 18x19, lo que permite que el agregador previo use dos entradas de 18 bits.
  • Segundo acumulador opcional (registro de retroalimentación) para filtrado serial complejo.
  • Multiplicadores independientes dobles de 18x19.
  • Bancos de registro de coeficientes de 18 o 28 bits incorporados, disponibles con o sin la función de agregador previo.

Bus de cascada

Todos los modos de bloque DSP cuentan con un acumulador de 64 bits y cada bloque DSP de precisión variable viene con un bus en cascada de 64 bits. El bus en cascada permite la implementación de un procesamiento de señales de mayor precisión mediante la conexión en cascada de múltiples bloques utilizando un bus dedicado.

La arquitectura DSP de precisión variable posee retrocompatibilidad. Puede admitir de manera eficiente las aplicaciones DSP de 18 bits existentes, como el procesamiento de video de alta definición, la conversión digital ascendente o descendente y el filtrado multitasa.

Un conjunto completo de herramientas para acelerar la productividad del diseñador incluye entrada de diseño basada en modelos, C y HDL/IP.

¿Necesita aún más desempeño de punto flotante? Los diseños de Intel® Arria® 10 ofrecen un diseño perfecto y una ruta de migración de dispositivos a dispositivos Stratix 10 que ofrecen hasta 10 TFLOPS de desempeño. Si desea obtener más información, comuníquese con su representante de ventas local.

Información sobre productos y rendimiento

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Las pruebas miden el rendimiento de los componentes en una prueba concreta y en sistemas específicos. Las diferencias en la configuración, el hardware o el software afectarán al rendimiento real. Consulte otras fuentes de información para evaluar el rendimiento si considera realizar la compra. Para obtener información más completa sobre los resultados del análisis de rendimiento, visita http://www.intel.es/content/www/es/es/benchmarks/benchmark.html.

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Las características y ventajas de las tecnologías Intel® dependen de la configuración del sistema y puede que requieran la activación de hardware, software o servicios. El rendimiento variará en función de la configuración del sistema. Ningún sistema es absolutamente seguro. Consulte con el vendedor o fabricante de su sistema o visite http://www.intel.es para obtener más información.