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Agilex™ D系列提高FPGA性能和更低功耗
2023-02-23 375次

  英特尔® Agilex™ D 系列 FPGA 和 SoC 具备多项新特性,例如升级版硬核处理器系统 (HPS)、采用 AI 张量模块的增强型数字信号处理 (DSP)、MIPI I/O 支持和固核 IP 时间敏感网络 (TSN) 控制器;同时,该系列还具备这一家族其他产品拥有的重要特性,包括第二代英特尔® Hyperflex™ FPGA 架构和高速 SerDes 收发器。上述特性相结合,使英特尔® Agilex™ D 系列 FPGA 广泛适用于各种中端 FPGA 应用。

  英特尔利用半导体制程工艺上的进步,成功打造出英特尔® Agilex™ D 系列 FPGA,从而将英特尔® Agilex™ FPGA 产品组合扩展到逻辑密度和功耗更低、外形规格更小的应用。英特尔® Agilex™ FPGA 和 SoC 家族早期成员采用的是英特尔 10 制程工艺节点,而英特尔® Agilex™ D 系列产品采用的是英特尔 7 制程工艺技术。这项技术现已成为英特尔用来制造第 12 代英特尔® 酷睿™ CPU 和第四代英特尔® 至强® 可扩展服务器用 CPU 等大容量 CPU 的成熟制造工艺。全新英特尔® Agilex™ D 系列 FPGA 和 SoC 采用英特尔 7 制程工艺与单体结构,性能出色,功耗低,可满足不同应用的多种要求(如下图所示):


Agilex™ D系列提高FPGA性能和更低功耗


  英特尔 7 制程工艺的运用使英特尔打造的可编程逻辑器件能将快速 I/O 电路(包括 28 Gbps 高速 SerDes 收发器、灵活的通用 I/O Bank 以及可编程逻辑和固核 IP 模块)集成在一个单体硅晶片上。而通过英特尔 7 制程工艺的厚栅氧化层晶体管变体,英特尔® Agilex™ D 系列 FPGA 可同时拥有高速 I/O Bank 和可支持在 3.3 V 电压下运行的高压 I/O Bank。英特尔® Agilex™ FPGA 家族早期成员采用独立的半导体小芯片。这些小芯片通过英特尔® 嵌入式多芯片互连桥接 (EMIB) 技术和高级接口总线 (AIB) 技术进行连接,可实现某些高级 I/O 功能。英特尔® Agilex™ D 系列 FPGA 和 SoC 采用单体结构,可降低时延、优化性能功耗比并减少成本。

  此外,英特尔® Agilex™ D 系列 FPGA 和 SoC 产品还配备了若干硬核 IP 模块。这些首次应用于英特尔® Agilex™ FPGA 家族的模块包括采用 AI 张量模块的增强型 DSP、时间敏感网络模块、MIPI 接口和由 1 个 Arm Cortex-A76 双核处理器和 1 个 Arm Cortex-A55 双核处理器组成的升级版硬核处理器系统。借助 Arm 的 DynamIQ 多核处理器技术,软件开发人员可利用 Arm Cortex-A76 CPU 和 Cortex-A55 CPU 组成单一的融合集群,进而为多种应用带来更低的功耗和更好的性能。

  全新英特尔® Agilex™ D 系列 FPGA 和 SoC 的 FPGA 逻辑结构中加入了采用 AI 张量模块的增强型 DSP 功能。该功能模块承袭了英特尔® Agilex™ FPGA 家族早期产品配备可变精度 DSP 模块,支持多种 AI 工作负载的设计。除了上述功能,全新英特尔® Agilex™ D 系列 FPGA 和 SoC 还增加了源自英特尔® Stratix® 10 NX FPGA 所用张量模块的特性,以两种重要的新操作模式,支持 AI/图像/视频处理以及可执行复数计算的 DSP 密集型应用。

  第一种新模式为 INT9 矢量模式。该模式可在一个 DSP 模块内生成 6 次带符号的 9 x 9 位或 8 x 8 位乘法运算结果之和,而之前执行同样的计算任务需要 4 个英特尔® Agilex™ FPGA DSP 模块。这种模式对以 AI 为中心的张量数学运算和各种 DSP 应用非常有用。第二种新模式为复数模式。该模式可在进行复数乘法运算时将 DSP 模块的性能提高一倍。以往进行复数乘法运算时通常需要两个 DSP 模块,但英特尔® Agilex™ D 系列 FPGA 和 SoC 却可以在一个采用 AI 张量模块的增强型 DSP 内进行 16 位定点复数乘法运算。

  这些新的硬件特性加上高性能、低功耗的 FPGA 逻辑结构使英特尔® Agilex™ D 系列 FPGA 和 SoC 非常适合从网络边缘到核心等不同市场的中端 FPGA 应用,包括无线和有线通信、视频和音频广播设备、工业应用、测试和测量产品、医疗电子设备以及军事/航空航天应用。

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