Altera下一代FPGA：14nm和20nm兩種工藝

摘要：  本月初，F(xiàn)PGA產(chǎn)業(yè)巨頭之一Altera公司宣布了“實(shí)現(xiàn)突破性優(yōu)勢”的下一代FPGA和SoC技術(shù)。Altera公司產(chǎn)品營銷資深總監(jiān)Patrick Dorsey先生來京就該公司的新的產(chǎn)品技術(shù)進(jìn)行了講解。

關(guān)鍵字：  Altera，單芯片，硬核處理器

目前Altera公司在售的FPGA產(chǎn)品有Stratix V、Arria V和Cyclone V系列。Altera下一代的產(chǎn)品將采用新的序列編號10。不僅是阿拉伯?dāng)?shù)字替代了羅馬數(shù)字，而且是10替代了V。為何這個命名一下子從五跳躍到了十呢?Dorsey說，Altera公司的FPGA產(chǎn)品自1992年起就是每兩年推出一代，到現(xiàn)在實(shí)際上是第十代。另外，由于此次的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了全新技術(shù)突破，所以決定采用新的命名方式來加以體現(xiàn)。

那么，Altera的第十代FPGA和SoC取得了哪些突破呢?

首先來看高性能的 Stratix 10。與上一代的Stratix V相比，Stratix 10的速度翻番，達(dá)到1GHz。或者，在保持性能相同的情況下，可以將功耗降低70%。

與上一代產(chǎn)品相比，Stratix 10可提供2的性能或30%的功耗

Dorsey說，Stratix 10的性能提升歸功于工藝選擇和器件架構(gòu)兩個因素，兩者各有50%的貢獻(xiàn)率。Stratix 10采用Intel 公司的14 nm Tri-Gate工藝生產(chǎn)，這是Intel第一次為FPGA廠商開放其半導(dǎo)體制程，據(jù)說該工藝較業(yè)界的技術(shù)水平有兩到三年的領(lǐng)先優(yōu)勢。在14 nm節(jié)點(diǎn)，Altera與Intel簽有獨(dú)家協(xié)議，因此Altera將是唯一一家擁有此工藝優(yōu)勢的FPGA廠商。

Stratix 10采用Altera增強(qiáng)高性能體系結(jié)構(gòu)，在單芯片中集成超過四百萬個邏輯單元，密度提高了4倍。Altera的第三代處理器系統(tǒng)首次在高端FPGA中實(shí)現(xiàn)硬核處理器。Stratix 10包含56 Gbps收發(fā)器，DSP性能提升10倍。

我們再來看一下此次公布的中端器件Arria 10。Altera聲稱，Arria 10將“重新發(fā)明”中端系列FPGA。它比目前最高性能的Stratix V快15%，而且比上一代中端器件Arria V的功耗降低40%，I/O帶寬高出4倍。它具有28.05Gbps速率的16個收發(fā)器通道，提供17.4Gbps背板支持。它的系統(tǒng)性能比目前中端器件高3倍，支持DDR4、15-Gbps高速串行存儲器。它采用第二代處理器系統(tǒng)，擁有1百萬個邏輯單元，密度是上一代產(chǎn)品的2倍。

不同于Stratix 10的是，Arria 10將采用臺積電(TSMC)的20nm工藝生產(chǎn)。我們知道，在20nm節(jié)點(diǎn)，臺積電將僅提供一種FPGA工藝選擇，這意味著在工藝方面Altera與賽靈思的20nm產(chǎn)品將沒有任何差異。Dorsey說，Arria 10的優(yōu)勢來自Altera的FPGA架構(gòu)。

Altera稱，Arria 10 FPGA和SoC備受客戶關(guān)注。相比前代產(chǎn)品，Arria 10啟動時客戶的設(shè)計承諾金要高出5倍。Arria 10的早期試用客戶有一千多家，其中兩百多家來自亞洲，包括中國。

Arria 10的典型應(yīng)用是100G固網(wǎng)通信，客戶采用FPGA來替代ASSP以節(jié)省成本。而帶有1.5GHz雙核ARM Cortex-A9處理器的 Arria 10 SoC的典型應(yīng)用包括汽車和有線/無線通信。

Arria 10器件第一批樣片將于2014年年初發(fā)售。Altera將于2013年提供14 nm Stratix 10 FPGA測試芯片，2014年為Stratix 10 FPGA提供Quartus II軟件支持。