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英特爾發(fā)布全球最大容量的全新Stratix? 10 GX 10M FPGA

2019-11-06 10:44:19 本文作者：Patrick Dorsey

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早前，多家客戶已經(jīng)收到全新英特爾® Stratix® 10 GX 10M FPGA樣片，該產(chǎn)品是全球密度最高的FPGA，擁有1020 萬個邏輯單元，現(xiàn)已量產(chǎn)。該款元件密度極高的FPGA，是基于現(xiàn)有的英特爾 Stratix 10 FPGA 架構(gòu)以及英特爾先進的嵌入式多芯片互連橋接 (EMIB) 技術。其利用EMIB 技術融合了兩個高密度英特爾 Stratix 10 GX FPGA 核心邏輯晶片（每個晶片容量為 510 萬個邏輯單元）以及相應的 I/O 單元。英特爾 Stratix 10 GX 10M FPGA 擁有 1020 萬個邏輯單元，其密度約為Stratix 10 GX 1SG280 FPGA 的 3.7 倍，后者為原英特爾 Stratix 10 系列中元件密度最高的設備。英特爾的 EMIB 技術只是多項 IC 工藝技術、制造和封裝創(chuàng)新中的一項，正是這些創(chuàng)新的存在，讓英特爾得以設計、制造并交付目前世界上密度最高（代表計算能力）的 FPGA。

英特爾 Stratix 10 GX 10M FPGA共有 1020 萬個邏輯單元，是第一款使用 EMIB 技術將兩個 FPGA構(gòu)造晶片在邏輯和電氣上實現(xiàn)整合的英特爾 FPGA

ASIC原型設計和仿真市場對當前最大容量的FPGA需求格外急切。有數(shù)家供應商提供商用現(xiàn)成 (COTS) ASIC原型設計和仿真系統(tǒng)，對于這些供應商而言，能夠?qū)斍白畲蟮?FPGA 用于 ASIC 仿真和原型設計系統(tǒng)中，就意味著獲得了巨大的競爭優(yōu)勢。
此外，包括英特爾在內(nèi)的很多大型半導體公司都開發(fā)了自定義原型設計和仿真系統(tǒng)，并在流片前使用該系統(tǒng)來驗證自身最大規(guī)模、最復雜、風險最高的 ASSP 和 SoC 設計。ASIC 仿真和原型設計系統(tǒng)可以幫助設計團隊大幅降低設計風險。因此，包括英特爾 Stratix 10 FPGA 和更早的 Stratix® III、Stratix IV 和 Stratix V 設備在內(nèi)的英特爾 FPGA，十多年來一直被用做很多仿真和原型設計系統(tǒng)的基礎設備。

ASIC 仿真和原型設計系統(tǒng)支持很多與 IC 和系統(tǒng)開發(fā)相關的工作，包括：

使用真實硬件的算法開發(fā)
芯片制造前的早期 SoC 軟件開發(fā)
RTOS 驗證
針對硬件和軟件的極端條件測試
連續(xù)設計迭代的回歸測試

仿真和原型設計系統(tǒng)旨在幫助半導體廠商在芯片制造前發(fā)現(xiàn)和避免代價高昂的軟硬件設計缺陷，從而節(jié)省數(shù)百萬美元。芯片在制造完成后修復硬件設計缺陷的成本要高得多，通常需要昂貴的重新設計費用。當設備制造出來并交付給終端客戶，解決這些問題的成本甚至會更高。正因為風險如此之高，且有可能節(jié)省的費用如此之多，這些原型設計和仿真系統(tǒng)為 IC 設計團隊帶來了實實在在的價值。仿真和原型設計系統(tǒng)的使用已經(jīng)越來越普及，因為在經(jīng)濟風險如此之高的情況下，沒有哪個設計團隊負責人敢于忽視這項謹慎的驗證性投資。

使用最大型的 FPGA，就能夠在盡可能少的 FPGA 設備中納入大型 ASIC、ASSP 和 SoC 設計。英特爾 Stratix 10 GX 10M FPGA是用于此類應用的一系列大型 FPGA 系列中的最新設備。該款全新的英特爾 Stratix 10 FPGA 支持仿真和原型設計系統(tǒng)的開發(fā)，適用于耗用億級 ASIC 門的數(shù)字 IC 設計。包含 1020 萬個邏輯單元的英特爾 Stratix 10 GX 10M FPGA，現(xiàn)已支持英特爾® Quartus® Prime 軟件套件。該套件采用新款專用 IP，明確支持 ASIC 仿真和原型設計。

英特爾 Stratix 10 GX 10M FPGA 是第一款使用 EMIB 技術并在邏輯和電氣上將兩個 FPGA 構(gòu)造晶片結(jié)合到一起的英特爾 FPGA，實現(xiàn)高達 1020 萬個邏輯單元密度。在該設備上，數(shù)萬個連接通過多顆 EMIB 將兩個 FPGA 構(gòu)造晶片進行連接，從而在兩個單片 FPGA 構(gòu)造晶片之間形成高帶寬連接。

以前，英特爾使用了 EMIB 技術將 I/O 和內(nèi)存單元連接到 FPGA 構(gòu)造晶片，從而實現(xiàn)了英特爾 Stratix 10 FPGA 家族的規(guī)模和種類不斷擴張。例如，英特爾 Stratix 10 MX 設備集成了 8 GB 或 16 GB的 EMIB 相連的 3D 堆疊 HBM2 SRAM 單元。最近發(fā)布的英特爾 Stratix 10 DX FPGA 則集成了 EMIB 相連的 P tile，具備 PCIe 4.0 兼容能力。（參見“英特爾® Stratix® 10 DX FPGA 是兼容 PCIe 4.0 的 PCI-SIG 系統(tǒng)集成設備清單中的第一個（也是唯一一個）FPGA。”）

英特爾 Stratix 10 DX FPGA 中使用的 P tile是兼容 PCIe 4.0 的 PCI-SIG 系統(tǒng)集成設備清單中的首款組件級設備。最近發(fā)布的英特爾® Agilex™ FPGA 中也同樣緊密集成了同款 P tile，因而也能兼容 PCIe 4.0 設備。(請參閱“您當前是否需要 PCIe Gen 4 x16 1.0 版功能，并且完全符合 PCI-SIG 規(guī)范的FPGA？英特爾® Agilex™ FPGA 就能做到這一點。)英特爾 Stratix 10 DX 和英特爾 Agilex FPGA 中使用的 P tile是這一應用的又一絕佳范例，它展示了諸如EMIB的先進制造和生產(chǎn)技術，以及如何讓英特爾將一系列新產(chǎn)品快速推向市場，并投入全面生產(chǎn)。

或許更重要的是，用來制造英特爾 Stratix 10 GX 10M FPGA 的半導體和封裝技術，并不僅僅是為了制造世界上最大型的 FPGA，這只是一個附加值，盡管相當重要，但并不是最重點。

而重點在于：

這些技術讓英特爾能夠通過整合不同的半導體晶片，包括 FPGA、ASIC、eASIC 結(jié)構(gòu)化 ASIC、I/O 單元、3D 堆疊內(nèi)存單元和光子器件等，用于將幾乎任何類型的設備整合到封裝系統(tǒng) (SiP) 中，以滿足特定的客戶需求。這些先進技術彼此結(jié)合，構(gòu)成了英特爾獨特、創(chuàng)新且極具戰(zhàn)略性的優(yōu)勢。

關鍵詞：英特爾 FPGA