Altera FPGA技术发展与市场现状

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1.这几年来，

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与Xilinx不论是在制程或是采用的处理器内核等方面，几乎都是相同的做法，直到

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在14纳米制程中采用英特尔的

三栅极芯片技术

，并决定导入ARM的Cortex-A53处理内核，请谈谈原因为何？

Todd Koelling：

当我们查看现今具有ARM处理器内核的28nm

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与Xilinx元件：

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SoC与Xilinx Zynq时，从表面上来看他们确实看起来很相似，然而，如果更深层地观察，

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具有更佳的元件架构。您可以参考“架构上的议题：为你的应用选择正确的SoC”白皮书，以了解更多细节。此外，

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在SoC产品的投资上也有较长期的承诺，并已经发表了三代的SoC发展蓝图：28nm、20nm与14nm。从现有已经大量生产的28nm产品到20nm及14nm产品，

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在每一代产的FPGA中都有内含处理器系统的产品，这种领先优势延续到采用Intel三栅极制造技术，以及64位4内核ARM Cortex-A53处理系统，都是

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在这个产品线上的长期策略承诺，以及技术领先优势的一部分。透过这个产品发展蓝图，客户可以使用既有的产品来开发嵌入式软件，而且在未来还可以无缝地升级到具有惊人性能提升的更高级元件。

2.

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的Arria SoC系列，在中低级产品中都导入了Cortex-A9双内核架构，贵公司高级则会导入Cortex-A53，贵公司认为FPGA加处理器的芯片架构，会是未来FPGA市场的主流架构吗？还是单一的FPGA与搭载处理器的FPGA各有生存的空间？请谈谈贵公司的看法如何？

Todd Koelling：

当决定想要整合一个功能到FPGA中时，都会在

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内部进行大量的讨论与评估。举例来说，在以往，FPGA与收发器是两个独立的元件，但之后，有许多人开始将收发器加到FPGA元件之中，因此，FPGA制造商最终也开始把收发器整合到FPGA内。目前单独FPGA与FPGA整合收发器这两种元件都存在于市场之中。

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一直会评估如何解决客户的需求与增进我们客户最终系统的方法，如果有一种功能或能力已经被我们的客户所广泛使用，且将他们整合在一起对于

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与我们的客户双方都有好处，我们便会开始进行评估。我们可在SoC与内置处理器的SoC元件中，看到相同的状况。

3.按贵公司的看法，64位处理器是否会是选项之一？如果是，采用的原因或是适用的终端市场是什么？

Todd Koelling：

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已经宣布我们计划推荐到在Stratix 10 SoC中整合4内核、64位ARM Cortex-A53处理器，此外，它还具有惊人的高性能，且拥有相同等级最佳的电源消耗，A53也提供32位的相容模式，可让客户轻松地转移既有的32位软件。这个元件产品系列为广泛的应用提供特别的适应能力、性能、电源效率与设计生产力，包括数据中心运算加速能力、雷达系统与通信基础建设。

我们也想要在软件开发工具与整个支持系统上发表一些意见，我们认为它们跟硅晶片也有相等的重要性，就如同

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在硬件上引领科技创新，我们在软件方面也同时引导着科技的革新。就以

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SoC产品来说，其中包含了与ARM策略结盟推出ARM DS-5

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版本工具套件，让FPGA能够进行适应性除错，OpenCL软件与开发套件（SDK）可以使用类似C的语言来进行硬件加速器的程式设计，以及Qsys系统整合工具可让设计人员能有易于使用的界面，快速地将设计中不同的硬件区块连接起来。在操作系统（OS）的支持方面，

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SoC已经支持了超过一打的操作系统，并且还在持续增加当中。

4.由于

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将会采用的是Intel的14纳米三栅极电晶体，而Xilinx会采用台积电的16纳米Finfet制程，外界解读这两款是直接性竞争的产品，贵公司认为

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的产品优势会在哪？

Lux Joshi：

Stratix 10 FPGA与SoC的能力目前是没有任何竞争对手可以匹敌的，在频宽与系统整合上可提供突破性的优势，Stratix 10元件具有革命性的HyperFlexTM架构，并以Intel的14nm纳米三栅极制造过程进行生产，带来了性能与功率效益上的突破性发展，这是之前所无法想象的。当结合了64位4内核ARM CortexTM-A53处理器与先进的异构开发与除错工具，像是

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针对OpenCLTM的软件开发套件与SoC嵌入式设计套装（EDS），Stratix 10元件可提供业界最全面的异构运算平台。

整体而言，Stratix 10为

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在FPGA中最大一块的高级市场中，建立了独特、极具意义与持续性优势。从Intel 14nm三栅极制程技术开始，

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是采用Intel 14nm三栅极制造中唯一主要的FPGA公司。

相较于前几代的制程技术节点，仅有Intel 14nm三栅极制程可提供真正的芯片面积缩减，并且这是经过证明的发展蓝图，每单位电晶体的成本已经降低，这在最近的14nm三栅极制程声明中还被强调出来，而且这还是Intel采用FinFET架构的第二代技术。Intel向来比竞争的晶圆代工厂领先2-4年的时间，当他开始推出制程技术创新时，它其实已经出货超过一亿颗FinFET架构的元件。如此一来，相较于我们的竞争对手，

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将能够借用Intel成熟的制程技术，它在FinFET制造商已有极佳的专业知识。整体而言，Intel是唯一真正在14nm制程节点竞争上保持领先的公司。

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已经依据Intel的14nm三栅极制程，在Stratix 10 FPGA与SoC上以14nm架构的FPGA测试芯片上结合关键的硅知识产权（IP）零组件，使用包括收发器、混合讯号IP与数字逻辑，展现出FPGA的科技。

此外，

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与Intel已经宣布要借用Intel的世界级封装与组装能力，以及

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先进的可编程逻辑技术，共同合作开发多芯片元件。

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与Intel一同合作将可整合单颗14nm Stratix 10 FPGA与SoC，以及其他像是DRAM、SRAM、ASIC、处理器与模拟零件等先进的零组件到单一的封装之中，让多芯片元件的开发更有效率。

Stratix 10具有革命性的HyperFlexTM架构。

通过结合Intel 14nm制程与HyperFlex架构，Stratix 10可带来平均两倍的内核性能增进，并具有高达1GHz的内核速度。HyperFlex架构是为 Stratix 10 FPGA与SoC开发的一种新的、具开创性的内核组织架构，设计用来符合像是网络、通信、广播、军事，以及运算与储存市场等最先进应用的需求。这个架构提供一种创新做法，来克服像是难以增加汇流排宽度、布线过于密集，以及互联延迟等传统架构的限制。以传统的FPGA架构，是不可能实现这种等级的性能与功率效益的。

Stratix 10的早期使用客户评估了广泛的应用，相较于前一代的高性能可编程元件，以Stratix 10成功地达到两倍的内核性能提升。

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已经发布Stratix 10早期使用设计软件，让客户可以14nm Stratix 10 FPGA与SoC开始进行设计。目前的客户便可利用Stratix 10 HyperFlexTM架构与Intel 14nm三栅极制程，来展开他们的Stratix 10设计，并体验第一手的两倍性能提升的效果。搭配这个设计软件，

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发布超吸引人的设计流程，包括创新的快速向前编译能力，让客户能够执行快速的设计性能探索，并达到突破性的性能等级。

最多样化的异构运算平台，包括4内核ARM Cortex A53处理器

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已经宣布它的Stratix 10 SoC元件将采用Intel的14nm三栅极制程来生产，并将结合高性能的4内核64位ARM Cortex-A53处理器系统，再与元件上的浮点数字信号处理（DSP）区块与高性能的FPGA结构互补，搭配像是

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的OpenCL这种先进的系统层级设计工具，以及HyperFlex架构，这种多样的异构运算平台将可为广泛的应用提供特别的适应能力、性能、电源效率与设计生产力，包括像是数据中心运算加速能力、雷达系统与通讯基础建设。

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用DSP能力改变游戏规则

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是第一家将硬核IEEE 754规范、浮点运算单元整合到FPGA中的可编程逻辑公司，提供了无可匹敌的DSP性能等级、设计人员的生产力与逻辑效率。目前已经出货的

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20nm Arria 10 FPGA与SoC已经整合了硬核浮点DSP区块，以及14nm Stratix 10 FPGA与SoC也让Stratix 10可提供高达10 TeraFLOP的浮点性能。整合了硬核浮点DSP区块，加上先进的高级工具流程，可让客户使用

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的FPGA与SoC，来解决仍在增加中的许多对运算性能相当重视的应用，像是高性能运算（HPC）、雷达、科学与医疗影像。相较于DSP、CPU与GPU，通过这些与其他对运算性能相当重视的应用，FPGA可提供每瓦最高的性能。

5.您如何看待FPGA市场接下来的发展？

Lux Joshi：

当今的长期趋势对FPGA的偏爱仍在逐渐增加中，受限于直线上升的开发成本，ASIC与ASSP公司想要使用最尖端的制程节点来开发产品，已经变得越来越困难。预估开发20nm的半导体将需要花费超过一亿五千万美元，假设研发费用占整体营收的20%，想要打平20nm ASIC或ASSP的成本，整体营收便需要达到七亿五千万美元。当今能够达到这种等级营收回馈的应用并不多，因为尖端的FPGA可以适用于许多的应用，FPGA公司便可以大量地分散研发成本，并持续从摩尔定律中获得好处。

撇开经济上的因素对FPGA所带来的好处，性能、可编程能力，以及增加中的集成能力，FPGA可持续为客户提供更多的吸引力，举例来说，Microsoft最近宣布他们将使用

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的FPGA来加速他们的Bing搜索引擎，相较于其他类似的解决方案，FPGA可以提供更多的每瓦性能优势。

随着FPGA持续借用最先进制程节点（Intel 14nm三栅极与未来新的制程）所带来的优势，结合更多的能力（ARM处理器子系统），将更多功能硬件化（IEEE 754浮点DSP），并提供更高级的设计环境（OpenCL），对FPGA与FPGA的使用者来说，未来的发展前景极为看好。

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FPGA技术发展

beidalongdi

学习了   谢谢楼主