2015年6月1日,Intel宣布以167億美元的價格收購Altera,多年的傳聞終于變成了現實,這一價格超過了今年3月份傳出的130億美元,也讓Altera 的FPGA再次成為業者矚目的焦點。除了穩健快速的財務狀況,Altera的FPGA與Intel服務器處理器的完美結合,才是最吸引Intel的地方。相比PC業務的停滯不前,服務器市場的穩步增長已經成為英特爾的支柱型業務。此次收購價格略高于其2014年服務器業務一年的營收。
是什么因素讓intel如此重視FPGA技術呢?
Altera公司亞太區副總裁兼董事總經理 Erhaan Shaikh
Stratix 10 FPGA和SoC是Altera第一款采用HyperFlex創新體系結構的器件。HyperFlex體系結構結合Intel 14 nm三柵極工藝的全工藝節點優勢,內核邏輯頻率比競爭對手下一代高端FPGA高2倍。
HyperFlex體系結構在所有內核互聯布線段上引入了寄存器,使得Stratix 10 FPGA和SoC能夠受益于成熟可靠的性能增強設計方法,例如寄存器重新定時、流水線和其他設計優化方法。HyperFlex體系結構幫助設計人員避免了關鍵通路和布線延時,其設計能夠迅速達到時序收斂。內核邏輯性能提高2倍后,不需要很寬的數據通路,也不需要由于時鐘偏移導致的特殊設計結構,極大的提高了器件利用率,降低了功耗。HyperFlex體系結構支持高性能設計降低邏輯面積要求,功耗從而降低了70%。
Stratix 10 FPGA和SoC系列的所有型號都采用了異構3D SiP集成技術高效經濟的集成高密度單片FPGA內核架構(高達5.5M邏輯單元)以及其他先進的組件。單片內核架構避免了使用多個FPGA管芯來提高密度的競爭同構器件的連接問題。Altera的異構SiP集成技術是通過使用Intel的專用嵌入式多管芯互聯橋接(EMIB,Embedded Multi-die Interconnect Bridge)技術實現的,與基于中介層的方法相比,進一步提高了性能,降低了復雜度和成本,增強了信號完整性。
Stratix 10 FPGA在器件安全方面的創新是其,全設計管理器(SDM,Secure Design Manager),支持基于扇區的認證和加密、多因素認證和物理不可克隆功能(PUF,physically unclonable function)技術。Altera與Athena集團以及IntrinsicID合作,為Stratix 10 FPGA和SoC提供了世界級加密加速和PUF IP。Stratix 10 FPGA和SoC的多層安全和分區IP保護特性非常優異,這一級別的安全特性使得該器件成為軍事、云安全和物聯網基礎設施應用的理想解決方案。
Stratix 10 FPGA和SoC由Altera的系列Enpirion PowerSoC電源解決方案提供供電。Enpirion PowerSoC經過優化滿足了嚴格的性能和功率要求,在最小的引腳布局中提高了效率。
此外,Altera的Quartus® II中的Spectra-Q新引擎經過設計可充分發揮HyperFlex體系結構的性能、功率和面積優勢,同時還提高了Stratix 10 FPGA和SoC設計人員的效能。Quartus II軟件的新功能將編譯時間縮短了8倍,提供通用、快速跟蹤設計輸入和置入式IP集成特性,支持OpenCL和其他高級設計流程。
FPGA道路更加寬廣
而Altera FPGA在服務器市場的成功表現,表明其FPGA產品將在更為廣泛的市場空間發揮作用,未來的道路更加寬廣。
Intel在FPGA方面的投資已經有相當長時間,最近的一次是2010年宣布為Achronix(一家提供高性能,高密度FPGA方案的美國高科技公司)代工22nm FPGA產品,其中就提及了3D FinFET技術。而在intel的處理器產品線中,FPGA也不是第一次使用。現在借助先進的FPGA產品,Intel在服務器市場也將繼續保持其優勢地位。
基于扇區認證的設計的保護
所有密度范圍的Stratix 10系列型號將會集成64位ARM®四核Cortex®-A53硬核處理器系統(HPS),具有豐富的外設特性,包括系統存儲器管理單元、外部存儲器控制器,以及高速通信接口等。設計人員可以在高性能系統中使用Stratix 10 SoC實現硬件可視化,增加管理和監視功能,例如,加速預處理、遠程更新和調試、配置,以及系統性能監視等。
Altera公司產品營銷資深總監 Patrick Dorsey表示“我們通過增加了幾百萬個寄存器這個方式來降低整個計算過程的等待時間,所以寄存器的增加是架構發生變化的很重要一個原因。設計人員在使用寄存器的時候可以有多種方式來完成,也可以有各種不同設計的方式來使用寄存器。也就是就是說新產品本身有一個自動提升效率的基礎,同時設計人員也可以定制自己流水線、寄存器定時,從而使得系統整體性能得到提升。”
HyperFlex體系結構:增加了數百萬寄存器
2015年6月9日,Altera公司發布了其旗艦級FPGA產品Stratix 10,作為新一代高端可編程邏輯器件,新產品在性能、集成度、密度和安全特性方面實現全面突破,讓客戶可以從容應對大數據時代的高密度計算應用需求。
Altera公司亞太區副總裁兼董事總經理 Erhaan Shaikh表示“像微軟搜索引擎的應用中,相比傳統使用CPU的通用計算,采用FPGA輔助計算的方法,其功耗只有傳統方法的十分之一。在2014年Intel的開發者大會上,Intel公司數據中心集團的負責人表示FPGA加上CPU這種解決方案能夠10倍的提升某些具體業務的性能,它在關鍵性的性能指標方面會實現性能的雙倍增長。這是Altera正在積極參與的一個領域。”
2012年11月,微軟研究院Doug Burger向Bing搜索業務負責人提出了一個想法: 用現場可編程邏輯陣列(FPGA)替代Bing服務器傳統x86處理器的 查詢工作。項目名為Project Catapult,包含1600臺服務器的試運行系統,每臺服務器由一個英特爾的Xeon處理器和一個包含Altera FPGA芯片的子卡組成,用以驗證FPGA的效率,FPGA芯片被定制編程用于數據查詢工作。最終結果讓微軟滿意,搭配Altera FPGA的服務器在數據查詢時,比通用處理器快了40倍!整個系統的性能兩倍于原有系統,這意味著微軟對數據中心的投入將成倍降低!。