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Altera在Arria 10中率先集成硬核浮点DSP模块,新一代产品初露锋芒!

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4月23日,Altera向京城媒体宣布正在发售的Arria 10 FPGA集成了符合IEEE 754的硬核浮点DSP模块, 其FPGA浮点DSP性能方面在业界率先实现了变革。未来,该硬核浮点DSP模块技术也将集成在14 nm Stratix 10 FPGA和SoC中。

 


采用硬核浮点DSP模块究竟能带来什么好处呢?让我们听听Altera专家的说法吧!

Altera 首席DSP产品规划经理Michael Parker(左)和Altera公司软件和DSP产品市场经理Albert Chang(右)


好处一、提高资源效率
传统的浮点功能是使用定点乘法器和FPGA逻辑来实现,中间需要大量布线。Altera的硬核浮点DSP与此不同,几乎不使用现有FPGA浮点计算所需要的逻辑资源,从而释放上千个乘法器和加法器,提高了资源效率。

 


集成硬核浮点DSP,不增加功耗,不占用FPGA资源,面积增加不到1%,对需要大计算量应用的高性能计算 (HPC)、雷达、科学和医疗成像等何乐而不为呢?


好处二、每瓦性能最高


Arria 10 FPGA和SoC基于TSMC 20SoC工艺技术,从芯片架构上进行了革新,在单个管芯中实现了硬核浮点DSP技术。应用专利冗余技术,Altera开发了含有1百15万逻辑单元(LE)的业界密度最大的20 nm FPGA管芯。


Arria 10器件主频达到400-450MHz,实现了1.5 TeraFLOP (每秒浮点运算次数)的DSP性能;而在Stratix 10器件主频有可能高达1GHz,DSP性能则高达10 TeraFLOP。这一革命性的技术使Arria 10性能比最快的28 nm高端FPGA高出15%,功耗比以前的28 nm Arria系列低40%。

 


Altera 首席DSP产品规划经理Michael Parker自豪地说到:“FPGA具有精细粒度的密集流水线体系结构,因此非常适合用作高性能计算加速器。器件包含了硬核浮点DSP模块,因此客户可以使用Altera FPGA来解决大数据分析、石油和天然气行业的地震建模,以及金融仿真等世界上最复杂的HPC问题。在这些以及很多其他大计算量应用中,与DSP、CPU和GPU相比,FPGA的每瓦性能是最高的。Arria 10 DSP性能相当于业界最高性能的DSP ,可与GPU相竞争。”


好处三、节省数月的开发时间


Arria 10 DSP创新是在精度可调DSP模块现有模式(标准精度定点模式和高精度定点模式)中增加了新浮点模式,对定点模式并没有影响。设计人员可以将其DSP设计直接转译成浮点硬件,而不是转换为定点,可大幅度缩短时序收敛和验证时间。

 


Altera将于2014年下半年提供面向Arria 10器件中硬核浮点DSP模块的浮点设计流程,包括了演示和基准测试。客户现在可以采用Arria 10 FPGA开始设计,软件实现浮点运算,提供设计流程支持后,可自动(一次重新编译)将您的浮点算法映射到硬核浮点运算中,而不必使用软核逻辑,无缝移植到硬核浮点实现。

与Altera这几年的接触,觉得这家公司特别的低调、踏实,一直兢兢业业地致力于芯片革新和工具的完善。硬核浮点DSP技术的推出,是Altera对FPGA的又一大贡献。

  1. 匿名用户匿名用户
    目前这两家好像在不同的方向上奔跑呢!http://blog.chinaaet.com/detail/35422
  2. 匿名用户匿名用户
    目前热门的云计算、大数据是其主要应用领域吧!
  3. 如果要去抢占HPC这一块的市场,加入浮点乘法器是必然了。对于传统的通信、图像信号处理来说,运算精度都不算很高。但涉及到大数据量的数据挖掘、聚类、大规模矩阵求解等就,定点乘法器的精度就捉襟见肘了。尤其是现在ALtera在推基于OpenCL的异构计算,这一块更是成为了短板。


    按我们之前的做的矩阵求逆运算OpenCL实现,同样的代码在GPU上的误差小于10的负7次方,而在FPGA上都快接近10的负3次方了。原因就是FPGA上只有定点乘法器的核。如果是用HDL代码来开发的话,尚可以考虑用多个定点乘法器级联或者组合来提高精度,而用OpenCL开发的话由于是从高层语言直接映射到硬件,难以实现如此精细的控制。因而优化手段有限,即使去修改代码提高精度也违背了用OpenCL来开发FPGA的初衷。如果换上了浮点乘法器的模块,这个问题就迎刃而解了。


    我估计是Altera也是在实践以后发现了这样的问题,因此要考虑加入浮点DSP模块。这样可以更加方便的和GPU在HPC这个领域展开竞争,当然包括雷达和医学成像这些领域也将会受益。但我认为更主要的还是为了攻HPC这个领域。

  4. 集成硬核浮点DSP模块,究竟能带来多大好处,还希望工程师们来详细评说!

  5. 不错,希望Altera越来越好吧!