Компания Altera объявила о применении аппаратных DSP-блоков для вычислений с плавающей точкой, соответствующих стандарту IEEE 754, в СБИС ПЛ Arria 10. Данные аппаратные блоки являются первой в мире реализацией стандарта IEEE 754 в микросхемах программируемой логики, они позволят достичь беспрецедентной производительности в цифровой обработке сигналов.
Новые аппаратные DSP-блоки для вычислений с плавающей точкой одинарной точности применяются в Arria 10 FPGA и SoC, которые уже доступны для заказа, а также будут применены в Stratix 10 FPGA и SoC. Данные блоки основаны на инновационной архитектуре DSP-блоков переменной точности. В отличие от традиционных подходов к обработке чисел с плавающей точкой, которые предполагают использование умножителей чисел с фиксированной точкой и логических блоков СБИС ПЛ, новые DSP-блоки практически полностью исключают применение логики для вычислений с плавающей точкой. Такой подход позволяет достичь производительности DSP-блоков для вычислений с плавающей точкой одинарной точности до 1,5 Тфлопс для СБИС ПЛ Arria 10 и до 10 Тфлопс для СБИС ПЛ Stratix 10. Новые DSP-блоки имеют мелкомодульную глубоко конвейеризированную структуру и идеально подходят для реализации аппаратных ускорителей. Благодаря новым DSP-блокам и их поддержке мощными высокоуровневыми средствами проектирования от Altera, данные СБИС ПЛ Altera могут применяться для решения самых сложных вычислительных задач: анализ больших объемов данных, сейсмическое моделирование для нефтегазодобывающей промышленности, финансовая аналитика и др.
По производительности на ватт потребляемой энергии, СБИС ПЛ Altera превосходят процессоры общего назначения (CPU), графические процессоры (GPU) и DSP-процессоры.
Применение новых аппаратных DSP-блоков позволит существенно сократить время на разработку, благодаря прямой реализации пользовательского устройства обработки чисел с плавающей точкой на DSP-блоках стандарта IEEE 754 без перехода к фиксированной точке.
Также процесс разработки помогают ускорить мощные средства проектирования:
- DSP Builder Advanced Blockset – средство проектирования, позволяющее в считанные минуты перейти от математической модели к аппаратной реализации с использованием популярной среды MathWorks Simulink.
- Altera OpenCL SDK – средство проектирования аппаратных ускорителей на языке C. В комбинации с новыми DSP блоками в Arria 10 оно обеспечит удобный для программистов маршрут проектирования – прямую трансляцию программного кода в аппаратные структуры, что позволит сократить время на разработку и тестирование.
Новые DSP блоки позволяют разработчику выбирать режим проектирования: с фиксированной точкой или с плавающей. Также важным плюсом для разработчика является наличие обратной совместимости новых DSP-блоков с разработанными им ранее проектами.
СБИС ПЛ Arria 10 FPGA и SoC разрабатываются по техпроцессу TSMC 20SoC. Они имеют наибольшую в отрасли логическую емкость и наибольшее количество ресурсов для цифровой обработки сигналов. Старшая микросхема семейства Arria 10 имеет логическую емкость в 1,15 млн. эквивалентных логических элементов (LEs). Производительность Arria 10 на 15% выше по сравнению с самой производительной 28-нм СБИС ПЛ (Stratix V). Энергопотребление Arria 10 по сравению с Arria V снижено на 40%. Arria 10 – первая и единственная СБИС ПЛ, содержащая в своем составе аппаратные DSP-блоки для вычислений с плавающей точкой. Основные особенности Arria 10:
- Приемопередатчики 17,4 Гбит/с – межплатные интерфейсы
- Приемопередатчики 28,3 Гбит/с – интерфейсы между микросхемами
- До 96 приемопередатчиков в одной микросхеме
- Двухъядерная процессорная система ARM Cortex-A9
- Аппаратные DSP-блоки для вычислений с плавающей точкой
- Поддерживает новейшие стандарты памяти: параллельный DDR4 (2666 Мбит/с) и последовательный Hybrid Memory Cube
Микросхемы Arria 10 FPGA с аппаратными DSP-блоками для вычислений с плавающей точкой уже доступны для заказа. Примеры, демонстрации и тесты с использованием аппаратных DSP-блоков для вычислений с плавающей точкой будут доступны во второй половине 2014 года. Клиенты могут начать разработку с использованием традиционного маршрута проектирования устройств для вычислений с плавающей точкой, а затем, когда новый маршрут проектирования будет готов, безболезненно перейти к реализации на аппаратных DSP-блоках .
Более подробная информация по данной теме на официальном сайте Altera: http://newsroom.altera.com/press-releases/nr-fp-dsp-gen10.htm
