英特尔® Stratix® 10 FPGA 和 SoC FPGA

英特尔® Stratix® 10 FPGA 和 SoC FPGA 在性能、能效、密度和系统集成方面都具有创新优势。英特尔® Stratix® 10 器件采用变革性的英特尔® Hyperflex™ FPGA 架构，并结合英特尔 Embedded Multi-Die Interconnect Bridge (EMIB) 专利技术、Advanced Interface Bus (AIB) 和不断壮大的芯粒产品组合，性能比上一代高性能 FPGA 提升高达 2 倍。1

另请参阅：FPGA 设计软件、设计商店、下载、社区和支持

英特尔® Stratix® 10 FPGA 和 SoC FPGA

英特尔® Stratix® 10 GX FPGA

专为满足高吞吐量系统的高性能需求而设计。

英特尔® Stratix® 10 SX SoC FPGA

采用 64 位四核 ARM* Cortex-A53 处理器的硬核处理器系统。

英特尔® Stratix® 10 TX FPGA

通过将 H- 和 E- 收发器区块结合在一起，提供业界最先进的收发器功能。

英特尔® Stratix® 10 MX FPGA

高性能计算 (HPC) 必备的多功能加速器。

英特尔® Stratix® 10 DX FPGA

支持英特尔® Ultra Path Interconnect，以直接、连贯地连接到未来某些特定型号的英特尔® 至强® 可扩展处理器。

英特尔® Stratix® 10 NX FPGA

专为满足高吞吐量系统的高性能需求而设计。

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英特尔® Stratix® 10 FPGA 特性与优势

英特尔® Stratix® 10 FPGA 设备解决了下一代高性能系统的设计挑战，涵盖有线和无线通信、计算、存储、军事、广播、医疗，以及测试与测量终端市场。

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最高两倍的核心性能1

突破性的英特尔® Hyperflex™ FPGA 架构将内核性能提升高达 2 倍1。借助英特尔® Stratix® 10 产品家族，您可以将性能提升到更高水平，实现高达 8.6 TFLOPS 的单精度浮点 DSP 性能以及多达 20 个 100 GbE 接口。

与上一代 FPGA 相比，收发器带宽提升高达 7 倍1

通过在单台设备中集成最多 144 个收发器，打破带宽障碍，数据速率高达 57.8 Gbps PAM-4 和 28.9 Gbps NRZ。DDR4 内存带宽高达 287.5 Gbps。HBM2 内存带宽高达 512 Gbps。支持 PCI Express 硬核和软核 IP（高达 4.0 x16，每通道 16 GT/s）。英特尔® 超级通道互连（英特尔® UPI）硬核 IP 包含 20 个传输速度为 11.2 GT/秒的通道，支持以直接高速缓存一致性的方式连接未来特定的英特尔® 至强® 可扩展处理器。

高达 16 GB 封装内 HBM2 内存

借助配备 280 万个逻辑元件的最大单片 FPGA 设备以及包括收发器和其他高级组件（如 HBM2）在内的异构 3D SiP 解决方案，实现更高的系统集成水平。其他系统支持包括标准外部内存和英特尔® 傲腾™ 内存产品。英特尔® Stratix® 10 SoC FPGA 配备高达 1.35 GHz 的 64 位四核 ARM* Cortex-A53、硬化外设和能够以 30 Gbps 的速度直接连接 FPGA 结构的高带宽接口。

面向高吞吐量人工智能应用程序最高可达 143 INT8 TOPS 或 286 INT4 TOPS 2

英特尔® Stratix® 10 NX FPGA 嵌入了一个新型的针对人工智能优化的模块，名为 AI Tensor Block。人工智能 Tensor Block 针对人工智能计算中使用的通用矩阵-矩阵乘法或矢量-矩阵乘法进行了调整，其功能旨在实现小型以及大型矩阵的高效工作。单个 AI Tensor Block 可以实现 143 INT8 TOPS 或 286 INT4 TOPS。2

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英特尔® Hyperflex™ FPGA 架构

为解决新一代系统所面临的挑战，英特尔® Stratix® 10 FPGA 和 SoC FPGA 采用全新英特尔® Hyperflex™ FPGA 架构，与上一代高端 FPGA 相比，时钟频率高达 2 倍，功耗降低高达 70%。1

异构 3D 集成

英特尔® Stratix® 10 FPGA 和 SoC FPGA 采用异构 3D 系统级封装 (SiP) 技术，在一个封装中集成了单片 FPGA 内核结构和 3D SiP 收发器块以及其他先进组件。

收发器

英特尔® Stratix® 10 FPGA 和 SoC FPGA 引入创新异构 3D 系统级封装 (SiP) 收发器，开启了收发器技术的新时代。

外部内存接口

英特尔® Stratix® 10 设备提供内存接口支持，包括串行、并行接口和特定英特尔® 傲腾™ 数据中心级持久内存。

人工智能 Tensor 模块

英特尔® Stratix® 10 NX FPGA 嵌入了一个新型的针对人工智能优化的模块，名为 AI Tensor Block。人工智能 Tensor Block 针对人工智能计算中使用的通用矩阵-矩阵乘法或矢量-矩阵乘法进行了调整，其功能旨在实现小型以及大型矩阵的高效工作。与标准的英特尔® Stratix® 10 FPGA DSP 模块相比，单独一个 AI Tensor 模块就可以达到 15 倍及以上的 INT82 吞吐量。

DSP

借助英特尔® Stratix® 10 设备，数字信号处理 (DSP) 设计可以在 IEEE-754 单精度浮点运算中实现每秒 8.6 万亿次浮点运算 (TFLOPS)。

与 CPU、ASIC 和 ASSP 互连

英特尔® Stratix® 10 DX 设备通过支持 UPI 和 PCIe 4.0 接口的硬核和软核知识产权模块，加速数据中心、网络、云计算和测试与测量市场中使用的应用。

硬核处理器系统

得益于英特尔在 SoC 领域的领先地位，英特尔® Stratix® 10 SoC FPGA 的新一代硬核处理器系统 (HPS) 能够提供业界性能和能效最高的 SoC。

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英特尔® Stratix® 10 SX SoC FPGA 的优势

实现较高的系统集成水平

英特尔® Stratix® 10 SoC FPGA 支持 ARM* 生态系统中的 USR。ARM 的新一代 64 位架构 (ARMv8) 支持硬件虚拟化、系统管理和监控功能以及加速预处理。ARM* Cortex-A53* 处理器支持 32 位执行模式和主板支持包，面向 Linux*、Wind River VxWorks*、Micrium uC/OS-II* 和 uC/OS-III* 等主流操作系统。

经过优化的 FPGA 和 SoC FPGA 设计软件可帮助设计人员实现卓越的工作效率

针对有数百万个逻辑元件 (LE) 的 FPGA 设计优化的全新引擎可显著降低设计迭代次数。英特尔® Stratix® 10 SoC FPGA 虚拟平台支持早期软件开发和验证，并支持使用面向 OpenCL™ 的英特尔® FPGA SDK 进行基于 C 语言的设计输入，提供易于在 SoC FPGA 上实现的设计环境。借助采用 ARM* Development Studio 5* (DS-5*) 英特尔 SoC FPGA 版工具套件的英特尔 SoC FPGA Embedded Development Suite (EDS)，开展异构调试、分析和整体芯片可视化。

英特尔® Stratix® 10 SoC FPGA 结构图

HPS：四核 ARM* Cortex*-A53 硬处理器系统
SDM：安全设备管理器
EMIB：嵌入式多芯片互连桥接

功能

说明

处理器

最高 1.5 GHz 的四核 ARM Cortex-A53 MPCore* 处理器集群

协处理器

矢量 (VFPU) 单精度和双精度，面向每颗处理器的 ARM Neon* 媒体处理引擎

一级高速缓存

带奇偶校验的 32 KB 一级指令高速缓存，带纠错码 (ECC) 的 32 KB 一级数据高速缓存

二级高速缓存

带 ECC 的 1 MB KB 共享二级高速缓存

片上内存

256 KB 片上 RAM

系统内存管理单元

系统内存管理单元支持统一的内存模式，将硬件虚拟化扩展为在 FPGA 结构中实施的外围设备。

高速缓存一致性单元

提供单向 (I/O) 一致性，使主 CCU 能够查看 ARM* Cortex-A53 MPCore CPU 的一致内存

直接内存访问 (DMA) 控制器

8 通道直接内存访问 (DMA)

以太网介质访问控制器 (EMAC)

3 个 配有集成 DMA 的 10/100/1000 EMAC

USB 便携式控制器 (OTG)

两个配有集成 DMA 的 USB OTG

UART 控制器

2 个 UART 16550（兼容）

串行外设接口 (SPI) 控制器

4 个 SPI

I2C 控制器

5 个 I2C

SD/SDIO/MMC 控制器

1 个带有 DMA 和 CE-ATA 支持的 eMMC 4.5

NAND 闪存控制器

1 个 ONFI 1.0 或更高版本 8 位和 16 位支持

通用 I/O (GPIO)

最高 48 个软件可编程 GPIO
定时器 4 个通用计时器，4 个监视计时器
系统管理器 包含内存映射控制和状态寄存器与逻辑，以控制系统级功能和其它 HPS 模块
重新设置管理器 在 HPS 和 FPGA 结构中基于来自源的重设请求重新设置信号，并将软件写入模块重设控制寄存器
时钟管理器 提供软件可编程时钟控制，以配置在 HPS 中生成的全部时钟
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应用

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ASIC 原型设计

使用单片 FPGA 结构降低设计分区复杂性，提高工作效率。

网络安全

超过 900 MHz 的 fMAX 允许以线速率监控所有支持协议。

数据中心加速

与未来选定的英特尔® 至强® 可扩展处理器建立直接一致性连接的 UPI、 可配置 DSP 引擎、以及人工自能 Tensor 模块，以实现计算吞吐量的突破。

有线

使用支持 400G 以太网的英特尔® Hyperflex™ FPGA 架构，达到超过 700 MHz 的 fMAX。

雷达

高达 8.6 TFLOPS、符合 IEEE 754 标准的单精度浮点性能，支持以极低功耗提供 GPU 级性能。

OTN/数据中心互连

异构 3D 系统级封装 (SiP) 收发器块集成提供 30G 背板支持，并可过渡到 57.8 Gbps 和 28.9 Gbps。

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英特尔® Stratix® 10 设备演示视频

英特尔® Stratix® 10 DX FPGA 简介

推出英特尔® Stratix® 10 DX FPGA，以满足您对高带宽和不断演变的数据中心要求。它是首款支持英特尔® Ultra Path Interconnect（英特尔® UPI）、PCIe 4.0 x16 和特定英特尔® 傲腾™ 数据中心级持久内存 DIMM 的 FPGA。

英特尔® Stratix® 10 DX 特性演示

与英特尔工程师一起走进实验室，进一步了解英特尔® Stratix® 10 DX FPGA 提供的三个主要全新特性：英特尔® Ultra Path Interconnect（英特尔® UPI）、PCIe 4.0 x16 和英特尔® 傲腾™ 数据中心级持久内存 DIMM。

58G PAM-4 收发器

复用转发器和转发器系统、光学交换机、5G 网络等应用需要巨大的 I/O 吞吐量。英特尔® Stratix® 10 TX FPGA 中包含的 58G PAM-4 收发器 I/O 具备卓越性能，可满足此类需求。

PCIe 3.0 DMA 到 DDR4 SDRA

将英特尔® Stratix® 10 器件（包括 PCIe 和内存控制器硬核 IP 模块）与 Avalon® Memory Mapped 和直接内存访问功能配合使用，可构建高性能参考设计。

28G 收发器

在本视频中，我们介绍了英特尔® Stratix® 10 FPGA 独特的收发器架构。了解通过英特尔 EMIB 技术连接的 H-Tile 收发器，它能够以 28 Gbps 的背板性能运行。

英特尔® Hyperflex™ FPGA 架构

英特尔® Stratix® 10 器件中的英特尔® Hyperflex™ FPGA 架构提供 2 倍的 fMAX 性能。本视频并排比较了原始设计和 Hyper 优化设计。

PCIe 3.0 DMA 到 DDR4 SDRAM

英特尔® Stratix® 10 设备包括 PCI Express* (PCIe*) 和内存控制器硬核知识产权 (IP) 模块，结合了 Avalon® memory-mapped 接口和直接内存访问 (DMA) 功能，可提供一种高性能的参考设计。

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产品和性能信息

1

利用英特尔® Quartus® Prime Pro 16.1 早期测试版对 Stratix® V 和英特尔® Stratix® 10 进行对比。借助包含超级重定时、超级管线和超级优化 3 个步骤的优化流程对 Stratix® V 设计进行优化，以充分利用英特尔® Stratix® 10 架构中对内核结构中的分布式寄存器的增强。借助英特尔® Quartus® Prime Pro Fast Forward Compile 性能探查工具对设计进行分析。有关更多详细信息，请参考英特尔® HyperFlex™ FPGA 架构概述白皮书：https://www.altera.com/content/dam/altera-www/global/en_US/pdfs/literature/wp/wp-01220-hyperflex-architecture-fpga-socs.pdf。实际性能根据设计优化级别的不同而有所差异。在特定系统中对组件性能进行特定测试。硬件、软件或配置的任何差异都可能影响实际性能。当您考虑采购时，请查阅其他信息来源评估性能。如欲了解有关性能及性能指标评测结果的更完整信息，请访问 http://www.intel.cn/benchmark。

2

根据英特尔内部估算。
测试考评特定系统上具体测试中的组件性能。硬件、软件或配置的任何不同都可能影响实际性能。当您考虑购买时，请参考其他信息资源以评估产品性能。有关性能和性能指标测评结果的更完整信息，请访问 www.intel.cn/content/www/cn/zh/benchmarks/benchmark.html。
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