FPGA de sistema integrado en chip y FPGA Intel® Stratix® 10

La FPGA Intel® Stratix® 10 y FPGA de sistema integrado en chip brinda ventajas innovadoras en el desempeño, la eficiencia energética, la densidad y la integración del sistema. Los dispositivos Intel® Stratix® 10 cuentan con la revolucionaria arquitectura de FPGA Intel® Hyperflex™ y están construidos con la combinación de la tecnología, patentada por Intel, de puente de interconexión de chips múltiples integrado (EMIB), el bus de interfaz avanzada (AIB) y una creciente cartera de chipsets; y ofrecen hasta el doble de ganancias de desempeño en comparación con las FPGA de alto desempeño de la generación anterior.1

Consulte también: Software de diseño, Tienda de diseño, Descargas, Comunidad y Asistencia de FPGA

FPGA de sistema integrado en chip y FPGA Intel® Stratix® 10

FPGA Intel® Strantix® 10 GX

Diseñado para satisfacer las demandas de alto desempeño de los sistemas con mucho procesamiento.

FPGA de SoC Intel® Stratix® 10 SX

Cuenta con un sistema de procesador duro con procesador ARM* Cortex-A53 de cuatro núcleos de 64 bits.

FPGA Intel® Stratix® 10 TX

Ofrece las capacidades de transceptor más avanzadas de la industria mediante la combinación de mosaicos de transceptores H y E.

FPGA Intel® Strantix® 10 MX

Acelerador multifunción esencial para la informática de alto desempeño

FPGA Intel® Stratix® 10 DX

Compatible con Intel® Ultra Path Interconnect para una conexión coherente directa a futuros procesadores escalables Intel® Xeon® seleccionados.

Intel® Stratix® 10 NX FPGA

Diseñado para satisfacer las demandas de alto desempeño de los sistemas con mucho procesamiento.

FPGA Intel® Stratix® 10 AX

Ofrece capacidades de RF directas mediante la integración de convertidores de datos de gran desempeño.

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Características y beneficios de FPGA Intel® Stratix® 10

Los dispositivos Intel® Stratix® 10 FPGA abordan los desafíos de diseño en los sistemas de alto desempeño de próxima generación en los mercados finales de comunicaciones alámbricas e inalámbricas, computación, almacenamiento, militar, de transmisión, médico y de prueba y medición.

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Hasta el doble de desempeño de núcleo1

La innovadora arquitectura FPGA Intel® Hyperflex™ ofrece hasta el doble del desempeño del núcleo.1 Con la familia Intel® Stratix® 10, puede obtener altos niveles de desempeño con hasta 8,6 TFLOPS de desempeño DSP de punto flotante de precisión simple y hasta 20 interfaces de 100 GbE.

Hasta 7 veces el ancho de banda del transceptor vs. FPGA de la generación anterior1

Innovadora barrera de ancho de banda con hasta 144 transceptores en un solo dispositivo, con velocidades de datos de hasta 57,8 Gbps PAM-4 y 28,9 Gbps NRZ. Hasta 287,5 Gbps de ancho de banda de memoria DDR4. Hasta 512 Gbps de ancho de banda de memoria HBM2. Admite PI física y soft de PCI Express de hasta 4.0 x16 a 16 GT/s por carril. La IP física de Intel® Ultra Path Interconnect (Intel® UPI) con hasta 20 carriles a 11,2 GT/s para una conexión directa y coherente de caché con futuros procesadores Intel® Xeon® Scalable seleccionados.

Hasta 16 GB de memoria HBM2 en paquete

Logre una mayor integración del sistema con el dispositivo FPGA monolítico más grande con 2,8 millones de LE y soluciones SiP 3D heterogéneas, que incluyen transceptores y otros componentes avanzados como HBM2. Otro soporte del sistema incluye memorias externas estándar y productos de memoria Intel® Optane™. Los FPGA de sistema integrado en chip Intel® Stratix® 10 vienen equipados con un ARM* Cortex-A53 de cuatro núcleos y 64 bits de hasta 1,35 GHz con periféricos reforzados e interfaces de gran ancho de banda directamente a la estructura FPGA a 30 Gbps.

Hasta 143 INT8 TOPS o 286 INT4 TOPS2 para aplicaciones de IA de mucho procesamiento

FPGA Intel® Stratix® 10 NX incorpora un nuevo tipo de bloque optimizado para IA llamado bloque de tensores de IA. AI Tensor Block está ajustado para las multiplicaciones comunes de matriz-matriz o vector-matriz utilizadas en los cálculos de IA, con capacidades diseñadas para funcionar de manera eficiente tanto para tamaños de matriz pequeños como grandes. Un solo bloque de tensores de IA logra 143 INT8 TOPS o 286 INT4 TOPS.2

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Arquitectura FPGA Intel® Hyperflex™

Para abordar los desafíos que presentan los sistemas de última generación, los FPGA Intel® Stratix® 10 y FPGA de sistema integrado en chip cuentan con la nueva arquitectura FPGA Intel® Hyperflex™, que ofrece el doble del desempeño de frecuencia de reloj y hasta un 70 % menos de energía en comparación con la FPGA de alta gama de la generación anterior1

Integración 3D heterogénea

La FPGA Intel® Stratix® 10 y la FPGA de sistema integrado en chip aprovechan la tecnología de integración heterogénea del sistema en paquete (SiP) 3D para integrar un tejido de núcleo FPGA monolítico con mosaicos de transceptor SiP 3D y otros componentes avanzados en un solo paquete.

Transceptores

La FPGA Intel® Stratix® 10 y FPGA de sistema integrado en chip ofrecen una nueva era de tecnología de transceptores con la introducción de transceptores innovadores heterogéneos de sistema en paquete (SiP) 3D.

Interfaces de memoria externa

Los dispositivos Intel® Stratix® 10 brindan soporte de interfaz de memoria, incluidas interfaces seriales y paralelas, y memoria persistente Intel® Optane™ DC seleccionada.

Bloques de tensores de IA

FPGA Intel® Stratix® 10 NX incorpora un nuevo tipo de bloque optimizado para IA llamado bloque de tensores de IA. AI Tensor Block está ajustado para las multiplicaciones comunes de matriz-matriz o vector-matriz utilizadas en los cálculos de IA, con capacidades diseñadas para funcionar de manera eficiente tanto para tamaños de matriz pequeños como grandes. Un solo bloque de tensores de IA logra hasta 15 veces más procesamiento INT82 que el bloque DSP de FPGA Intel® Stratix® 10 estándar.

DSP

Con los dispositivos Intel® Stratix® 10, los diseños de procesamiento de señales digitales (DSP) pueden alcanzar operaciones de punto flotante de hasta 8,6 Teras por segundo (TFLOPS) de operaciones de punto flotante de precisión simple IEEE 754.

Interconectarse a CPUs, ASICs y ASSPs

Los dispositivos Intel® Stratix® 10 DX aceleran las aplicaciones que se usan en los mercados de centros de datos, redes, computación en la nube y pruebas, y mediciones a través de bloques de propiedad intelectual física y soft que admiten interfaces UPI y PCIe 4,0.

Sistema de procesador físico

Aprovechando el liderazgo de Intel en dispositivos de sistema integrado en chips, las FPGA de sistema integrado en chips de Intel® Stratix® 10 incluyen un sistema de procesador físico (HPS) de última generación para ofrecer los dispositivos de sistema integrado en chip con el mayor desempeño y la mayor eficiencia energética de la industria.

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Beneficios de la FPGA de sistema integrado en chip Intel® Stratix® 10 SX

Logre altos niveles de integración del sistema

La FPGA de sistema integrado en chip Intel® Stratix® 10 impulsa la USR en el ecosistema ARM*. La arquitectura de 64 bits de última generación de ARM (ARMv8) habilita la virtualización de hardware, las capacidades de supervisión y administración del sistema y el preprocesamiento de aceleración. El procesador ARM* Cortex-A53* es compatible con el modo de ejecución de 32 bits y los paquetes de soporte de placa para los sistemas operativos populares, incluidos Linux*, Wind River's VxWorks*, Micrium's uC/OS-II*, uC/OS-III* y más.

Logre una alta productividad de diseñador con el software de diseño de FPGA de sistema integrado en chip y FPGA optimizado

Nuevo motor optimizado para diseños de FPGA de varios millones de elementos lógicos (LE) que ofrecen una reducción importante de las iteraciones de diseño. La plataforma virtual de FPGA de sistema integrado en chip Intel® Stratix® 10 permite la verificación y desarrollo tempranos de software, y la entrada de diseño basado en C mediante el uso del SDK de FPGA Intel® para OpenCL™, que ofrece u entorno de diseño que es fácil de implementar en la FPGA de sistema integrado en chip. Depuración heterogénea, creación de perfiles y visualización de todo el chip con Intel® SoC FPGA Embedded Development Suite (EDS) con ARM* Development Studio 5* (DS-5*) Intel® dispositivo de sistema integrado en chip FPGA Edition Toolkit.

Diagrama de bloques de FPGA de sistema integrado en chip Intel® Stratix® 10

HPS: sistema de procesador físico Quad-core ARM* Cortex*-A53
SDM: administrador de dispositivos seguros
EMIB: puente de interconexión de chips múltiples integrado

Característica

Descripción

Procesador

Clúster de procesadores Quad-core ARM* Cortex*–A53 MPCore* de hasta 1,5 GHz

Coprocesadores

Unidad de punto flotante vectorial (VFPU) de precisión simple y doble, motor de procesamiento de medios ARM* Neon* para cada procesador

Caché de nivel 1

Caché de instrucciones L1 de 32 KB con paridad, caché de datos L1 de 32 KB con código de corrección de errores (ECC)

Caché de nivel 2

1 MB KB de caché L2 compartida con ECC

Memoria en chip

RAM en chip de 256 KB

Unidad de administración de memoria del sistema

La unidad de administración de memoria del sistema permite un modelo de memoria unificado y extiende la virtualización de hardware a los periféricos implementados en la estructura FPGA

Unidad de coherencia de caché

Proporciona coherencia unidireccional (E/S) que permite que una CCU maestra vea la memoria coherente de las CPU ARM* Cortex*–A53 MPCore*

Controlador de acceso directo a memoria (DMA)

Acceso directo a memoria (DMA) de 8 canales.

Controlador de acceso a medios Ethernet (EMAC)

3X 10/100/1000 EMAC con DMA integrado

Controlador USB portátil (OTG)

2X USB OTG con DMA integrado

Controlador UART

Compatible con 2 X UART 16550

Controlador de interfaz periférica en serie (SPI)

4X SPI

Controlador I2C

5X I2C

Controlador SD/SDIO/MMC

1x eMMC 4.5 con compatibilidad con DMA y CE-ATA.

Controlador flash NAND

1X ONFI 1.0 o posterior compatible con 8 y 16 bits

E/S de propósito general (GPIO)

Máximo 48 GPIO programables por software
Temporizadores Temporizadores de propósito general 4X, temporizadores de vigilancia 4X
Administrador de sistemas Contiene registros de estado y control asignados a la memoria y lógica para controlar las funciones a nivel del sistema y otros módulos HPS
Administrador de restablecimiento Restablece las señales en función de las solicitudes de restablecimiento de las fuentes en la estructura HPS y FPGA, y la escritura de software en los registros de control de restablecimiento del módulo
Administrador de reloj Proporciona control de reloj programable por software para configurar todos los relojes generados en el HPS
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Aplicaciones

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Prototipos ASIC

Mayor productividad al reducir la complejidad de la partición del diseño mediante el uso de una estructura FPGA monolítica.

Ciberseguridad

fMAX sobre 900 MHz permite la supervisión de todos los protocolos compatibles a velocidades de línea.

Aceleración de centros de datos

UPI para una conexión coherente directa a futuros procesadores escalables Intel® Xeon® seleccionados y PCIe Gen4 x16 junto con la arquitectura Intel® Hyperflex™ FPGA, motores DSP configurables y AI Tensor Blocks para permitir un avance en el procesamiento computacional.

Telefonía

fMAX a más de 700 MHz utilizando la arquitectura Intel® Hyperflex™ FPGA que permite 400G Ethernet.

Radar

Hasta 8,6 TFLOPS de desempeño de punto flotante de precisión simple compatible con IEEE 754 ofrece un desempeño de clase GPU a una fracción de la energía.

Interconexión OTN/centro de datos

La integración 3D heterogénea del sistema en paquete (SiP) de los mosaicos del transceptor brinda soporte de backplane 30 G con una ruta a 57,8 Gbps y 28,9 Gbps.

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Vídeos de demostración del dispositivo Intel® Stratix® 10

Introducción a las FPGA Intel® Stratix® 10 DX

Presentamos los dispositivos FPGA Intel® Stratix® 10 DX para sus necesidades de alto ancho de banda y de evolución del centro de datos. Es el primer FPGA compatible con Intel® Ultra Path Interconnect (Intel® UPI), PCIe* 4.0 x16 y DIMM de memoria persistente Intel® Optane™ DC seleccionados.

Demostración de las características de Intel® Stratix® 10 DX

Acompañe a los ingenieros de Intel en el laboratorio para obtener más información sobre las tres nuevas funciones principales de las FPGA Intel® Stratix® 10 DX: Intel® Ultra Path Interconnect (Intel® UPI), PCIe 4.0 x16 y DIMM de memoria persistente Intel® Optane™ DC.

Transceptores 58G PAM-4

Las aplicaciones que necesitan un procesamiento de E/S masivo, como los sistemas Muxponder y Transponder, los conmutadores ópticos y las redes 5G, necesitan el desempeño de las E/S del transceptor PAM-4 de 58 G, que se ofrecen en la FPGA Intel® Stratix® 10 TX.

DMA de PCIe 3.0 a SDRA DDR4

Los dispositivos Intel® Stratix® 10, que incluyen PCIe y bloques de PI física del controlador de memoria, cuando se combinan con el mapeado de memoria Avalon® y las funciones de acceso directo a la memoria, crean un diseño de referencia de alto desempeño.

Transceptores 28G

En este video, observamos la arquitectura de transceptor única de la FPGA Intel® Stratix® 10. Consulte los transceptores H-Tile que están conectados a través de la tecnología EMIB de Intel® y que funcionan con un desempeño de backplane de 28 Gbps.

Arquitectura FPGA Intel® Hyperflex™

La arquitectura de FPGA Intel® Hyperflex™ en los dispositivos Intel® Stratix® 10 proporciona el doble de desempeño fMAX. Este video muestra una comparación lado a lado de un diseño original y un diseño hiperoptimizado.

DMA de PCIe 3.0 a SDRAM DDR4

Los dispositivos Intel® Stratix® 10, que incluyen PCI Express* (PCIe*) y bloques de propiedad intelectual (IP) duros del controlador de memoria, combinados con la interfaz asignada a la memoria Avalon® y las funciones de acceso directo a la memoria (DMA) para crear un diseño de referencia de alto desempeño.

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Información sobre productos y desempeño

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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.la/benchmarks.

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Según las estimaciones internas de Intel.
Las pruebas miden el desempeño de los componentes en una prueba en particular, en sistemas específicos. Cualquier diferencia en el hardware, el software o la configuración del sistema podría afectar el desempeño real. Consulte otras fuentes de información con el fin de evaluar el desempeño que está pensando en adquirir. Para obtener más información acerca del rendimiento y los resultados de los análisis de referencia, visite www.intel.com/benchmarks
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