FPGA et FGPA Soc Intel® Stratix® 10

Les FPGA SoC et FPGA Intel® Stratix® 10 offrent des avantages innovants en termes de performances, d'efficacité énergétique, de densité et d'intégration de systèmes. Équipés de l'architecture FPGA Intel® Hyperflex™ révolutionnaire et élaborés en combinant la technologie EMIB (Embedded Multi-Die Interconnect Bridge) brevetée d'Intel, le bus d'interface avancé (AIB) et un portefeuille croissant de chiplets, les dispositifs Intel® Stratix® 10 offrent des gains de performance jusqu'à 2 fois supérieurs aux FPGA hautes performances de la génération précédente1.

Voir aussi : Logiciel de conception pour FPGA, boutique de conception, téléchargements, communauté et assistance technique

FPGA et FGPA Soc Intel® Stratix® 10

FPGA Intel® Stratix® 10 GX

Conçu pour répondre aux exigences de performance élevées des systèmes haut débit.

FPGA SoC Intel® Stratix® 10 GX

Dispose d'un système de processeur dur avec processeur 64 bits quad-core ARM* Cortex-A53.

FPGA Intel® Stratix® 10 TX

Fournit les capacités d'émetteur-récepteur les plus avancées sur le marché en combinant les dalles d'émetteur-récepteur H et E.

FPGA Intel® Stratix® 10 MX

Accélérateur multi-fonctions essentiel pour le calcul intensif (HPC).

FPGA Intel® Stratix® 10 DX

Prend en charge Intel® Ultra Path Interconnect pour une connexion cohérente directe aux futurs processeurs évolutifs Intel® Xeon® sélectionnés.

FPGA Intel® Stratix® 10 NX

Conçu pour répondre aux exigences de performance élevées des systèmes haut débit.

FPGA Intel® Stratix® 10 AX

Offre des capacités de RF directe en intégrant des convertisseurs de données hautes performances.

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Fonctionnalités et avantages du FPGA Intel® Stratix® 10

Les dispositifs FPGA Intel® Stratix® 10 relèvent les défis de conception des systèmes hautes performances de nouvelle génération sur les marchés finaux des communications filaires et sans fil, de l'informatique, du stockage, de l'armée, de la diffusion, de la médecine et des tests et mesures.

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Des performances de cœur multipliées par 21

L'architecture FPGA Intel® Hyperflex™ révolutionnaire permet de multiplier par deux les performances des cœurs1. La famille Intel® Stratix® 10 vous permet de bénéficier d'un haut niveau de performances avec jusqu'à 8,6 TFLOPS de performances DSP en virgule flottante à précision simple et jusqu'à vingt interfaces 100 GbE.

Largeur de bande de l'émetteur-récepteur jusqu'à 7 fois supérieure à celle des FPGA de la génération précédente1

Barrière de bande passante révolutionnaire avec jusqu'à 144 émetteurs-récepteurs dans un seul appareil, avec des débits de données allant jusqu'à 57,8 Gbit/s PAM-4 et 28,9 Gbit/s NRZ. Jusqu'à 287,5 Gbit/s de bande passante de mémoire DDR4. Jusqu'à 512 Gbit/s de bande passante de mémoire HBM2. Prise en charge IP matérielle et logicielle PCI Express jusqu'à 4,0 x16 à 16 GT/s par voie. IP matérielle Intel® Ultra Path Interconnect (Intel® UPI) avec jusqu'à 20 voies à 11,2 GT/s pour une connexion cohérente du cache direct aux futurs processeurs évolutifs Intel® Xeon® sélectionnés.

Jusqu'à 16 Go de mémoire HBM2 dans le package

Obtenez une intégration système supérieure avec le plus grand FPGA monolithique de 2,8 millions de LE et des solutions SiP 3D hétérogènes comprenant des émetteurs-récepteurs et d'autres composants avancés tels que HBM2. Les autres systèmes pris en charge incluent les mémoires externes standard et les produits de mémoire Intel® Optane™. Les FPGA SoC Intel® Stratix® 10 sont équipés d'un processeur ARM* Cortex-A53 à quatre cœurs 64 bits jusqu'à 1,35 GHz avec des périphériques renforcés et des interfaces à large bande passante directement vers la structure FPGA à 30 Gbit/s.

Jusqu'à 143 TOPS INT8 ou 286 TOPS INT42 pour les applications d'IA à haut débit

Le FPGA Intel® Stratix® 10 NX intègre un nouveau type de bloc optimisé pour l'IA appelé AI Tensor Block. Le bloc AI Tensor est configuré pour les multiplications matrice-matrice ou vecteur-matrice courantes utilisées dans les calculs d'IA, avec des capacités conçues pour fonctionner efficacement pour les petites et les grandes tailles de matrice. Un seul bloc AI Tensor atteint 143 INT8 TOPS ou 286 INT4 TOPS2.

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Architecture FPGA Intel® Hyperflex™

Pour répondre aux défis posés par les systèmes de nouvelle génération, les FPGA et FPGA SoC Intel® Stratix® 10 sont dotés de la nouvelle architecture FPGA Intel® Hyperflex™, qui multiplie par deux la fréquence d'horloge et réduit jusqu'à 70 % la consommation d'énergie par rapport aux FPGA haut de gamme de la génération précédente1.

Intégration 3D hétérogène

Les FPGA et FPGA SoC Intel® Stratix® 10 tirent parti de la technologie SiP (System-in-Package) 3D hétérogène pour intégrer dans un seul boîtier un noyau FPGA monolithique, des émetteurs-récepteurs SiP 3D et d'autres packages avancés.

Émetteurs-récepteurs

Les FPGA et les FPGA SoC Intel® Stratix® 10 inaugurent une nouvelle ère en matière de technologie d'émetteur-récepteur avec l'introduction d'émetteurs-récepteurs 3D hétérogènes innovants de type System-in-Package (SiP).

Interfaces de mémoire externe

Les appareils Intel® Stratix® 10 prennent en charge les interfaces mémoire, notamment les interfaces série, parallèles et une sélection de mémoire persistante Intel® Optane™ DC.

Blocs tenseurs IA

Le FPGA Intel® Stratix® 10 NX intègre un nouveau type de bloc optimisé pour l'IA appelé AI Tensor Block. Le bloc AI Tensor est configuré pour les multiplications matrice-matrice ou vecteur-matrice courantes utilisées dans les calculs d'IA, avec des capacités conçues pour fonctionner efficacement pour les petites et les grandes tailles de matrice. Un seul bloc AI Tensor atteint un débit INT8 jusqu'à 15 fois supérieur à celui d'un bloc DSP FPGA Intel® Stratix® 10 classique.

DSP

Avec les appareils Intel® Stratix® 10, les conceptions de traitement numérique du signal (DSP) peuvent atteindre jusqu'à 8,6 téra d'opérations en virgule flottante par seconde (TFLOPS) d'opérations en virgule flottante simple précision IEEE 754.

Interconnexion avec les processeurs, les ASIC et les ASSP

Les dispositifs Intel® Stratix® 10 DX accélèrent les applications utilisées sur les marchés des centres de données, des réseaux, du Cloud et des tests et mesures grâce à des blocs de propriété intellectuelle matériels et logiciels prenant en charge les interfaces UPI et PCIe* 4.0.

Système de processeur dur

Fort du leadership d'Intel dans le domaine des SoC, le FPGA SoC Intel® Stratix® 10 inclut un processeur HPS de nouvelle génération pour offrir les SoC les plus performants et les plus économes en énergie du secteur.

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Avantages du FPGA SoC Intel® Stratix® 10 GX

Permet d'atteindre des niveaux élevés d'intégration système

Le FPGA SoC Intel® Stratix® 10 renforce l'USR dans l'écosystème ARM*. L'architecture 64 bits de nouvelle génération d'ARM (ARMv8) permet la virtualisation matérielle, les capacités de gestion et de surveillance du système et le prétraitement de l'accélération. Le processeur ARM* Cortex-A53* prend en charge le mode d'exécution 32 bits et les packages de prise en charge de carte pour les systèmes d'exploitation populaires, notamment Linux*, VxWorks* de Wind River, uC/OS-II* et uC/OS-III* de Micrium, et plus encore.

Productivité élevée pour les concepteurs grâce à un logiciel de conception FPGA et FPGA SoC optimisé

Nouveau moteur optimisé pour les conceptions FPGA à plusieurs millions d'éléments logiques (LE) permettant une réduction significative des itérations de conception. La plateforme virtuelle des FPGA SoC Intel® Stratix® 10 permet le développement et la vérification précoces de logiciels, ainsi que la saisie de la conception basée sur C à l'aide d'Intel® FPGA SDK pour OpenCL™, offrant ainsi un environnement de conception facile à mettre en œuvre sur le FPGA SoC. Débogage hétérogène, profilage et visualisation de l'ensemble de la puce avec Intel SoC FPGA Embedded Development Suite (EDS) comprenant le kit d'outils ARM* Development Studio 5* (DS-5*) Intel FPGA SoC Edition.

Schéma fonctionnel du FGPA SoC Intel® Stratix® 10

HPS : Processeur dur ARM* Cortex*-A53 à quatre cœurs
Gestionnaire SDM (Secure Device Manager)
Pont d'interconnexion EMIB (Embedded Multi-Die Interconnect Bridge)

Caractéristiques

Descriptif

Processeur

Grappe de processeurs Quad-core ARM* Cortex*–A53 MPCore* jusqu'à 1,5 GHz

Coprocesseur

Unité vectorielle à virgule flottante (VFPU) simple et double précision, moteur de traitement multimédia ARM* Neon* pour chaque processeur

Cache de niveau 1

Cache d'instructions L1 de 32 Ko avec parité, cache de données L1 de 32 Ko avec code de correction d'erreur (ECC)

Cache de niveau 2

Cache L2 partagé de 1 Mo Ko avec ECC

Mémoire sur puce

256 Ko de RAM sur puce

Unité de gestion de la mémoire système

L'unité de gestion de la mémoire système permet un modèle de mémoire unifié et étend la virtualisation matérielle aux périphériques implémentés dans la structure FPGA

Unité de cohérence du cache

Fournit une cohérence unidirectionnelle (E/S) qui permet à un maître CCU de visualiser la mémoire cohérente des processeurs ARM* Cortex*–A53 MPCore*

Contrôleur d’accès direct à la mémoire (DMA)

Accès direct à la mémoire (DMA) à 8 canaux.

Contrôleur d'accès aux médias Ethernet (EMAC)

3X 10/100/1000 EMAC avec DMA intégré

Contrôleur USB On-The-Go (OTG)

2x USB OTG avec DMA intégré

Contrôleur UART

Compatible 2x UART 16550

Contrôleur d'interface périphérique série (SPI)

4X SPI

Contrôleur I2C

5X I2C

Contrôleur SD/SDIO/MMC

1x eMMC 4.5 avec prise en charge DMA et CE-ATA.

Contrôleur Flash NAND

Prise en charge 1x ONFI 1.0 8 et 16 bits ou version ultérieure

E/S à usage général (GPIO)

Maximum 48 GPIO programmables par logiciel.
Minuteries Minuteries à usage général 7X, minuteries de surveillance 4X.
Gestionnaire Système Contient des registres de contrôle et d'état mappés en mémoire et une logique pour contrôler les fonctions au niveau du système et d'autres modules HPS
Gestionnaire de réinitialisation Réinitialise les signaux en fonction des demandes de réinitialisation des sources dans la structure HPS et FPGA, et de l'écriture logicielle dans les registres de contrôle de réinitialisation du module
Gestionnaire d'horloge Fournit un contrôle d'horloge programmable par logiciel pour configurer toutes les horloges générées dans le HPS
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Applications

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Prototypage Asic

Productivité accrue grâce à la réduction de la complexité du partitionnement de conception à l'aide d'une structure FPGA monolithique.

Cybersécurité

fMAX sur 900 MHz permet la surveillance de tous les protocoles pris en charge à des débits de ligne.

Accélération du centre de données

UPI pour une connexion cohérente directe aux futurs processeurs évolutifs Intel® Xeon® et PCIe Gen4 x16 avec architecture FPGA Intel® Hyperflex™, moteurs DSP configurables et des capteurs de blocs IA pour permettre une percée dans le débit de calcul.

Filaire

fMAX sur 700 MHz à l'aide de l'architecture FPGA Intel® Hyperflex™ permettant l'Ethernet 400G.

Radar

Jusqu'à 8,6 TFLOPS de performances en virgule flottante simple précision conformes à la norme IEEE 754 offrent des performances de classe GPU à une fraction de la puissance.

Interconnexion OTN/centre de données

L'intégration hétérogène 3D System-in-Package (SiP) des tuiles d'émetteur-récepteur offre une prise en charge du fond de panier 30G avec un chemin vers 57,8 Gbit/s et 28,9 Gbit/s.

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Vidéos de démonstration des appareils Intel® Stratix® 10

Introduction au FPGA Intel® Stratix® 10 DX

Présentation de FPGA Intel® Stratix® 10 DX pour vos besoins à bande passante élevée et en évolution des exigences des centres de données. Il s'agit du premier FPGA à prendre en charge Intel® Ultra Path Interconnect (Intel® UPI), PCIe* 4.0 x16 et certains modules DIMM de mémoire persistante Intel® Optane™ DC.

Démonstration des fonctionnalités d'Intel® Stratix® 10 DX

Rejoignez les ingénieurs d'Intel dans leur laboratoire pour en savoir plus sur les trois principales nouvelles fonctionnalités des FPGA Intel® Stratix® 10 DX : Intel® Ultra Path Interconnect (Intel® UPI), PCIe 4.0 x16 et les DIMM de mémoire persistante Intel® Optane™ DC.

Émetteurs-récepteurs 58G PAM-4

Les applications nécessitant un débit d'E/S massif, telles que les systèmes Muxponder et Transponder, les commutateurs optiques et les réseaux 5G, ont besoin des performances des E/S d'émetteur-récepteur PAM-4 58G, proposées dans le FPGA Intel® Stratix® 10 TX.

PCIe 3.0 DMA vers DDR4 SDRA

Les dispositifs Intel® Stratix® 10, qui incluent des blocs IP durs PCIe et de contrôleur de mémoire, créent un modèle de référence hautes performances lorsqu'ils sont combinés avec Avalon® Memory Mapped et des fonctions d'accès direct à la mémoire.

Émetteurs-récepteurs 28G

Dans cette vidéo, nous examinons l'architecture d'émetteur-récepteur unique du FPGA Intel® Stratix® 10. Voir les émetteurs-récepteurs H-Tile connectés via la technologie EMIB d'Intel et fonctionnant à 28 Gbit/s sur le fond de panier.

Architecture FPGA Intel® Hyperflex™

L'architecture FPGA Intel® Hyperflex™ des dispositifs Intel® Stratix® 10 permet de multiplier les performances fMAX par deux. Cette vidéo montre une comparaison côte à côte d'un design original et d'un design hyper-optimisé.

DMA PCIe 3.0 vers SDRAM DDR4

Appareils Intel® Stratix® 10, qui incluent des blocs de propriété intellectuelle (IP) PCI Express* (PCIe*) et de contrôleur de mémoire, associés à une interface mappée en mémoire Avalon® et à des fonctions d'accès direct à la mémoire (DMA) pour créer une conception de référence hautes performances.

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Comparatif de produits

Infos sur le produit et ses performances

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Comparison based on Stratix® V vs. Intel® Stratix® 10 using Intel® Quartus® Prime Pro 16.1 Early Beta. Stratix® V Designs were optimized using 3 step optimization process of Hyper-Retiming, Hyper-Pipelining, and Hyper-Optimization in order to utilize Intel® Stratix® 10 architecture enhancements of distributed registers in core fabric. Designs were analyzed using Intel® Quartus® Prime Pro Fast Forward Compile performance exploration tool. For more details, refer to Intel® Hyperflex™ FPGA Architecture Overview White Paper: https://www.intel.com/content/dam/www/programmable/us/en/pdfs/literature/wp/wp-01220-hyperflex-architecture-fpga-socs.pdf. Actual performance users will achieve varies based on level of design optimization applied. Tests measure performance of components on a particular test, in specific systems. Differences in hardware, software, or configuration will affect actual performance. Consult other sources of information to evaluate performance as you consider your purchase. For more complete information about performance and benchmark results, visit www.intel.fr/benchmarks.

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Basé sur des estimations internes d'Intel.
Les tests mesurent les performances des composants dans un test particulier et dans des systèmes spécifiques. Toute différence matérielle, logicielle ou de la configuration risque d'avoir une incidence sur les performances effectives. Consultez d'autres sources d'information pour évaluer les performances alors que vous considérez un achat. Pour en savoir plus sur les performances et les résultats des bancs d'essai, rendez-vous sur www.intel.fr/benchmarks.
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