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英特尔® Stratix® 10 MX FPGA

英特尔® Stratix® 10 MX FPGA 可用作高性能计算 (HPC)、数据中心、网络功能虚拟化 (NFV) 和广播应用的基本多功能加速器。这些设备兼具英特尔® Stratix® 10 FPGA 和 SoC FPGA 的可编程性和灵活性,且支持 3D 堆栈式高带宽内存 2 (HBM2)。英特尔® Hyperflex™ FPGA 架构支持高性能内核架构,可有效利用封装内存区块的带宽。DRAM 内存区块通过英特尔的嵌入式多芯片互连桥接 (EMIB) 技术物理连接至 FPGA。

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 MX FPGA

  • 概述
  • 产品
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  • 应用

特性与优势

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更高的内存带宽

英特尔® Stratix® 10 Mx 设备的带宽比 DDR4 SDRAM 等目前的独立内存解决方案的带宽高 10 倍。传统的 DDR4 DIMM 带宽大约为 21 Gb/秒,而 1 个 HBM2 区块可提供高达 256 GB/秒的带宽。英特尔® Stratix® 10 MX 设备在一个封装中集成了兩台 HBM2 设备,最大内存带宽高达 512 GBps。

更低的系统功耗和更优的每瓦性能

英特尔® Stratix® 10 MX 设备在内核架构旁集成了 HBM Gen2 内存。这种安排显著缩短了内核架构和内存之间的互联,从而降低了过去驱动长 PCB 走线所需的功耗。走线未进行匹配,容性负载较小,降低了 I/O 电流。最终结果是更低的系统功耗和更优的每瓦性能。

外形更小,使用简单

英特尔® Stratix® 10 MX 封装集成了内存组件,从而显著降低了 PCB 设计的复杂性。 这种实施方法缩小了外形封装,支持简单使用模型,造就了一款高度灵活、易于使用、可扩展的解决方案。嵌入式 SRAM (eSRAM) 就是一个很好的例子,相比独立 QDR IV-10661,它的带宽更高:总(读和写)带宽高 11.25 倍,而总功耗降低了 2.6 倍,因此进一步完善了已有的模块 RAM。增强的嵌入式 SRAM 非常适合需要最高等级随机会话速率 (RTR) 的应用,可取代或减少对独立 QDR 的需求,且 EMIF I/O 占用为零。

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异构系统级封装 (SiP)

异构系统级封装 (SiP) 产品是高度集成的半导体,在一个封装中同时实现了 FPGA 和各种高级组件。英特尔 SiP 产品的核心是单片 FPGA,使用户能够定制并突出其最终系统的优势,以满足系统需求。基于 FPGA 的 SiP 产品面向下一代平台,满足其对带宽、灵活性和功能越来越高的要求,以及降低功耗指标,减小引脚布局的要求。

基于 FPGA 的 SiP 方法相比传统的集成方法,提供了许多系统级优势。

带宽更高

通过 EMIB 技术实现 SiP 集成,提高了 FPGA 与配套裸片之间的互连密度。这种安排的结果是实现了 SiP 组件之间的高带宽连接。

功耗更低

配套裸片(如内存)尽可能靠近 FPGA 放置。因此,FPGA 与配套裸片之间的互联走线非常短,不需要很大的功率就能够驱动它们,从而降低了总功耗,每瓦特性能指标也非常好。

占用空间更小

能够在单个封装内异构集成组件,使外形规格变得更小。用户节省了宝贵的电路板空间,减少了电路板板层和材料(BOM)总成本。

功能更强大

由于组件已经集成在封装中,SiP 有助于降低在 PCB 层面上布线的复杂性。

混合工艺节点

SiP 提高了采用不同裸片几何尺寸和芯片技术的能力。结果是非常灵活的可扩展解决方案,而且使用非常方便。

加快产品上市速度

SiP 通过集成成熟的技术,并在不同的产品型号中重新使用常用器件或区块,来加快产品的面市。这节省了宝贵的时间和资源,从而加速了产品面市。

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常规 SiP 与异构 SiP

常规方法

  • 芯片到芯片带宽有限
  • 系统功耗过高
  • 外形过大

异构 SiP 方法

  • 带宽更大
  • 低功耗
  • 更小的外形
  • 更强的功能
  • 能够混合制程节点

使用EMIB实现芯片级集成

英特尔开发的嵌入式多管芯互联桥接 (EMIB) 创新封装技术支持系统关键组件的封装内高效集成,例如,模拟设备、内存、ASIC、CPU 等。与其他的封装内集成技术相比,EMIB 提供了更简单的制造流程。EMIB 避免了使用直通硅过孔(TSV)和特殊的中介层硅。结果是高度集成的系统级封装产品,提高了性能,降低了复杂度,同时获得了优异的信号和电源完整性。关于英特尔 EMIB 技术的其他信息,请访问英特尔专业晶圆代工网站:http://www.intel.com/content/www/cn/zh/foundry/emib.html

内存

封装内 FPGA 靠近内存

英特尔的靠近内存解决方案在同一个封装中靠近 FPGA 集成了高密度 DRAM。在这种配置中,与传统的主内存相比,对封装内内存的访问非常快,带宽提高了10倍。内存靠近这种配置缩短了 FPGA 与内存之间的走线长度,从而降低了系统功耗,减小了电路板面积。

DRAM 系统级封装 (SiP) 解决方案利用高带宽内存 2 (HBM2),消除高性能系统中的内存带宽瓶颈,以处理日益增多的数据,包括数据中心、广播、有线网络和高性能计算系统。

HBM2 DRAM

HBM2 DRAM 是 3D 内存,使用硅片直通孔(TSV)技术垂直堆叠了多个 DRAM 管芯。与基于分立 DDR 的解决方案相比,HBM2 DRAM 的内存带宽更高,系统功耗更低,外形封装更小,从而实现了最佳每瓦性能。

英特尔® Stratix® 10 MX 设备集成了 HBM2 单元以及高性能单片 14 纳米 FPGA 芯片,能够提供超过独立 DRAM 解决方案 10 倍的内存带宽。

相关链接

英特尔的嵌入式多芯片互联桥接 (EMIB)

英特尔® Stratix® 10 MX 设备解决了内存带宽难题

3D SiP 支持下一代平台

实现了最高集成度

业界第一款集成了 HBM2 DRAM 的异构 SiP 设备

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