About / Advertise
Altera tar klivet
till 14 nm
Dubbla klockhastigheten, upp till 70 procent lägre energiförbrukning, maximalt 5,5 miljoner logikelement och dessutom bättre säkerhet. Det lovar Altera som börjar skeppa en helt ny generation FPGA-baserade systemkretsar till hösten. Förbättringarna i Stratix 10 kommer från en ny arkitektur i kombination med Intels 14 nm-process och egenutvecklade byggsätt.Den enkla förklaringen till hur företaget lyckats dubblera den högsta klockhastigheten från ungefär 500 MHz till närmare 1000 MHz är att man lyckats korta fördröjningen mellan logikblocken. Därmed går det att öka klockhastigheten och ändå få den synkrona logiken att fungera.
Högre klockhastighet är inte bara till nytta för den som vill få mer gjort på kortare tid. Förbättringen kan också användas för att sänka energiförbrukningen när man inte behöver parallellisera uppgifterna för att blir klar i tid. Och så kan man använda en smalare buss. I bägge fallen minskar antalet uppslagstabeller som krävs för att lösa uppgiften.
Exakt hur stor energibesparingen blir beror så klart på tillämpningen, men i extremfallet kan det handla om så mycket som 70 procent om man får tro Altera.
Den nya processen tillsammans med Alteras teknik för redundans som hanterar permanenta fel i logiken, gör att den största varianten av Stratix 10 landar på 5,5 miljoner logikelement, en femdubbling från den tidigare generationen som hade ett tak på en miljon.
Samarbetet med Intel, som den 1 juni lade ett bud på Altera, innebär förutom en ny process även tillgång till processorjättens egenutvecklade byggsätt. Därmed överger Altera tekniken med så kallad interposer, att placera kretsarna på en bärare av kisel som också innehåller ledare, till förmån för Intels EMIB, Embedded Multi-die Interconnected Bridge.
EMIB är utvecklad för 14 nm-processen och använder visserligen även den kisel med ledarmönster för att koppla ihop två eller flera kretsar, men kiselbitarna är små och bakas i bäraren under kretsarna, som flipchip-monteras.
– Vi slipper begränsningarna i interposern och kan göra logiken maximalt stor samtidigt som vi kan addera transceivrar av olika typer.
Transceiverchipen för PCIe finns med datatakter upp till 30 Gbit/s och tillverkas i dagens 20 nm-process. De kopplas ihop med logiken via EMIB och framöver kan vi vänta oss varianter för exempelvis PCIe med 56 Gbit/s, Ethernet, optisk kommunikation eller andra standarder som kunderna efterfrågar.
– Det behövs 70 masker på 14 nm så det skulle bli alldeles för dyrt att ta fram en massa varianter med olika kommunikationsgränssnitt.
Dessutom stjäl de yta, så den maximala storleken hade inte blivit 5,5 miljoner logikelement.
För att öka säkerheten inför Altera något som kallas Secure Device Manager
– Man kan se det som ett stängsel runt hela kretsen.
En del av den ökade säkerheten är att man inte behöver ladda in alla bitarna i en seriell ström. Istället kan man dela upp kretsen i block och ladda in de olika blocken i godtycklig ordning eller parallellt.
Förändringen höjer ribban för den som försöker sig på en så kallad sidoattack där man tittar på variationer i spänning och ström under laddfasen. Dessutom kan olika sektorer förses med olika kryptonycklar.
Sedan över ett år är det känt att Stratix 10 går att få med en fyrkärnig Cortex-A53 från Arm, vilket är en kraftfull uppgradering från dagens tvåkärniga A9.
Verktygen förtjänar egentligen ett eget kapitel men Altera släppte en uppdaterad version av Quartus II för några veckor sedan där huvudnumret var den nya motorn Spectra-Q som kan halvera simuleringstiden. Dessutom ger den större granularitet och har förbättrad hantering av IP-block.
De första exemplaren av Stratix 10 dyker upp till hösten.
