Altera возвращается к традиционным технологиям ПЛИС

Выпустив новейшую ПЛИС Stratix 10, компания Altera показала возврат к традиционным технологиям. Рабочие характеристики нового решения действительно впечатляют. Задействованный техпроцесс Tri-gate от Intel и 14-нм геометрия позволили выполнить мощную ПЛИС. Процессор ARM Cortex-A53 с 4-мя ядрами дополняет конфигурируемое устройство, которое по ожиданиям разработчиков, должно конкурировать с современными СнК.

В Stratix 10 применена новая схема межкомпонентных соединений, получившая название HyperFlex. Схема решает проблему задержек в высокоскоростных чипах за счёт применения большего числа регистров. Altera называет их гипер-регистрами. Они должны повысить пропускную способность без значительного удорожания и повышения энергопотребления чипа. Разработчики полагают, гипер-регистры удвоят производительность логического ядра в сравнении с предыдущими поколениями ПЛИС.

Новая ПЛИС – это крупный чип с 5,5 млн. логических элементов. Подобные решения требуют особой структуры межкомпонентных связей. Как и в случае с ПЛИС Xilinx, в которой задействована структура на базе интерпозера, в новом решении применяется 3-мерная система межкомпонентных связей. Altera использует фирменную технологию встроенного межкомпонентного многокристального моста (EMIB) от Intel. Она применена для связи элементов (тайлов), выполненных на различных 20-нм техпроцессах, с логическими элементами ядра. Первые тайлы представляют собой высокоскоростные трансиверы, однако Altera планирует реализовать и другие элементы. В новом решении может быть задействовано до 144 трансиверов PCIe Gen 3.

Для того чтобы чип рассматривался не только в качестве массивной ПЛИС, но и СнК, в нём должен быть предусмотрен ARM-процессор. Altera пошла в сторону высокой производительности, выбрав для этой цели 64-разрядный 4-ядерный процессор Cortex-53 с тактовой частотой 1,5 ГГц. Важной особенностью схем ПЛИС являются средства защиты. В новом решении реализована аутентификация и шифрование на основе секторов, а также технология многофакторной аутентификации и физически неклонируемой функции (PUF). Altera использует IP-блоки ускорителей шифрования и PUF-функции, разработанные IntrinsicID. Новый инструмент проектирования Spectra-Q был добавлен в ПО Quartus II для поддержки архитектуры гипер-регистров HyperFlex.