FPGA Intel® Stratix® 10 et FPGA SoC

Les FPGA et SoC Intel® Stratix® 10 offrent des avantages innovants en termes de performances, d'efficacité énergétique, de densité et d'intégration système. Doté de l'architecture révolutionnaire FPGA Intel® Hyperflex™ et construit en combinant la technologie brevetée Intel® Embedded Multi-Die Interconnect Bridge (EMIB), le bus d'interface avancée (AIB) et un portefeuille croissant de chiplets, les appareils Intel® Stratix® 10 offrent jusqu'à deux fois plus de performances par rapport aux FPGA hautes performances de la génération précédente.1

Voir aussi : logiciels de conception, boutique de conception, téléchargements, communauté et assistance des FPGA Intel® Stratix® 10

FPGA Intel® Stratix® 10 et FPGA SoC

FPGA Intel® Stratix® 10 GX

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

FPGA SoC Intel® Stratix® 10 SX

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.

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Avantages et fonctionnalités du FPGA 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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Jusqu'à 2 fois les performances du cœur1

L'architecture révolutionnaire FPGA Intel® Hyperflex™ offre jusqu'à 2 fois les performances du cœur.1Avec les familles Intel® Stratix® 10, vous pouvez extraire des niveaux de performances élevés avec jusqu'à 8,6 TFLOPS de performances DSP à virgule flottante simple précision et jusqu'à vingt interfaces 100 GbE.

Jusqu'à 7 fois la bande passante de l'émetteur-récepteur par rapport aux 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 Gen4 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 appareil 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 SoC Intel® Stratix® 10 sont équipés d'un processeur ARM* Cortex-A53 quadricœur 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 INT4 2pour 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 de capteurs d'IA atteint 143 INT8 TOPS ou 286 INT4 TOPS.2

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Architecture FPGA Intel® Hyperflex™

Pour relever les défis posés par les systèmes de nouvelle génération, les FPGA et SoC Intel® Stratix® 10 sont dotés de la nouvelle architecture FPGA Intel® Hyperflex™ qui offre des performances de fréquence d'horloge deux fois supérieures et consomme jusqu'à 70 % d'énergie en moins par rapport à la génération précédente de FPGA.1

Intégration 3D hétérogène

Les FPGA et SoC Intel® Stratix® 10 tirent parti de la technologie hétérogène 3D System-in-Package (SiP) pour intégrer une structure centrale FPGA monolithique avec des dalles d'émetteur-récepteur 3D SiP et d'autres composants avancés dans un seul package.

Émetteurs-récepteurs

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

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 de capteurs d'IA atteint jusqu'à 15 fois plus de débit INT8 2que le bloc DSP FPGA Intel® Stratix® 10 standard.

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 périphériques Intel® Stratix® 10 DX accélèrent les applications utilisées sur les marchés des centres de données, des réseaux, du cloud computing et des tests et mesures grâce à des blocs de propriété intellectuelle matériels et logiciels prenant en charge les interfaces UPI et PCIe* Gen4.

Système de processeur dur

S'appuyant sur le leadership d'Intel en matière de SoC, les SoC Intel® Stratix® 10 incluent un système de processeur dur (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 Stratix® 10 SX

Permet d'atteindre des niveaux élevés d'intégration système

Les SoC Intel® Stratix® 10 renforcent 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 d'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.

Atteignez une productivité élevée des concepteurs avec un logiciel de conception FPGA et SoC optimisé

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

Schéma fonctionnel du SoC Intel® Stratix® 10

HPS : système de processeur dur ARM* Cortex*-A53 quadricœur.
SDM : gestionnaire de périphériques sécurisés.
EMIB : pont d'interconnexion multi-puces embarqué

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 aux 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* Gen4 x16 et certains modules DIMM de mémoire persistante Intel® Optane™ DC.

Démonstration des fonctionnalités d'Intel® Stratix® 10 DX : Intel® Ultra Path Interconnect (Intel® UPI), PCIe* Gen4 x16, mémoire persistante Intel® Optane™ DC

Rejoignez les ingénieurs d'Intel dans le laboratoire pour en savoir plus sur les trois principales nouvelles fonctionnalités des FPGA Intel® Stratix® 10 DX : Intel® Ultra Path Interconnect (Intel® UPI), PCIe Gen4 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 les FPGA Intel® Stratix® 10 TX.

PCIe* Gen3 DMA vers DDR4 SDRA

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

Émetteurs-récepteurs 28G

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

Architecture FPGA Intel® Hyperflex™

L'architecture FPGA Intel® Hyperflex™ dans les appareils Intel® Stratix® 10 fournit 2 fois lesperformances fMAX. Cette vidéo montre une comparaison côte à côte d'un design original et d'un design hyper-optimisé.

DMA PCIe* Gen3 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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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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