Patrick Dorsey

Altera公司產(chǎn)品營(yíng)銷資深總監(jiān)

14nm FinFET 工藝的殺手锏級(jí)應(yīng)用

縱觀過(guò)去五代的發(fā)展，制程微縮在高端器件上平均可提供20%的性能提升。通過(guò)下一代高端Stratix 10系列將同時(shí)在工藝和架構(gòu)上實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。Altera將在下一代高端器件系列中運(yùn)用英特爾的第二代14納米三柵極 (FinFET)工藝。FinFET晶體管是數(shù)十年來(lái)晶體管領(lǐng)域最顯著的技術(shù)創(chuàng)新，在更低的功耗水平上顯著提供更高性能。Altera是可以使用英特爾14納米三柵極(FinFET)工藝的唯一主要FPGA提供商，這意味著在高端FPGA市場(chǎng)，沒(méi)有其他主要的FPGA提供商能夠在功耗、性能和集成度方面進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。英特爾的14納米三柵極是唯一真正可實(shí)現(xiàn)微縮先前節(jié)點(diǎn)的制程工藝。

當(dāng)前，只有英特爾能夠進(jìn)行下一代FinFET晶體管技術(shù)的生產(chǎn)。目前，除了英特爾，還沒(méi)有哪一家半導(dǎo)體廠商生產(chǎn)出了FinFET晶體管。截至現(xiàn)在，英特爾已經(jīng)出貨了超過(guò)1億個(gè)22納米三柵極 (FinFET)晶體管，而且根據(jù)公司的公開(kāi)聲明，他們將于年底生產(chǎn)第二代14納米三柵極。大家一致認(rèn)為，在FinFET晶體管領(lǐng)域，英特爾至少在競(jìng)爭(zhēng)中領(lǐng)先了兩年。

利用英特爾的14納米三柵極，并結(jié)合下一代高性能架構(gòu)，將可使Stratix 10 FPGA 和 SoC為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員提供性能和功耗效率的突破性水平。因此，一個(gè)FPGA可在1 GHz性能水平上運(yùn)行，或者，與當(dāng)前的高端FPGA相比能夠節(jié)約功耗達(dá)70%。并且，因?yàn)橛⑻貭柕?4納米三柵極(FinFET)是唯一可提供真正制程微縮的FinFET工藝，與當(dāng)前的高端單片F(xiàn)PGA相比，將獲得4倍的密度。英特爾的14納米三柵極將使Altera在下一代FPGA中提供難以想象的優(yōu)勢(shì)，包括56-Gbps收發(fā)器性能、超過(guò)10 teraFLOPS的DSP性能、以及最高水平的系統(tǒng)集成，包括異構(gòu)3D集成能力和高性能的硬件處理系統(tǒng)。

除了從14納米三柵極工藝中獲得功耗和性能方面的顯著優(yōu)勢(shì)外，Stratix 10 FPGA也擁有增強(qiáng)的高性能架構(gòu)。對(duì)工藝技術(shù)和架構(gòu)的同時(shí)優(yōu)化，使得Stratix 10系列可提供相當(dāng)于目前28納米高端系列2倍的性能優(yōu)勢(shì)。對(duì)于在FPGA中不需要如此高性能的客戶，他們可以根據(jù)他們的系統(tǒng)需要降低性能，并實(shí)現(xiàn)高達(dá)70%的功耗節(jié)約。

為了實(shí)現(xiàn)這些優(yōu)勢(shì)，需要與代工廠合作伙伴緊密合作。作為一家無(wú)晶圓廠的半導(dǎo)體公司，Altera在與代工廠合作伙伴開(kāi)發(fā)領(lǐng)先IC方面擁有超過(guò)30年的經(jīng)驗(yàn)。在14納米領(lǐng)域，英特爾是當(dāng)前唯一出貨FinFET晶體管的公司，所以在其他半導(dǎo)體生產(chǎn)商學(xué)習(xí)下一代晶體管技術(shù)的時(shí)候，ALtera已經(jīng)獲得了與行業(yè)領(lǐng)先者合作的優(yōu)勢(shì)。

以生產(chǎn)率為中心的軟件平臺(tái)

當(dāng)前，F(xiàn)PGA是真正的片上系統(tǒng)。除了可編程結(jié)構(gòu)，如今的FPGA將硬件處理系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理、內(nèi)存和硬件IP集成在內(nèi)核結(jié)構(gòu)中。對(duì)于開(kāi)發(fā)這些高度精密的器件，Altera的策略是為硬件設(shè)計(jì)人員、嵌入式開(kāi)發(fā)者和軟件程序員提供高品質(zhì)、以生產(chǎn)率為中心的設(shè)計(jì)工具、提前驗(yàn)證的IP內(nèi)核和開(kāi)發(fā)板。

在歷史上，Quartus II軟件可提供業(yè)內(nèi)最高的編譯次數(shù)，相比競(jìng)爭(zhēng)的軟件環(huán)境，可使客戶更快地設(shè)計(jì)他們的FPGA和收斂。Altera為Quartus II構(gòu)建的一些以生產(chǎn)率為中心的特性包括快速重新編譯、增量編譯和以團(tuán)隊(duì)為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)。這些特性與軟件的先進(jìn)綜合引擎相結(jié)合，幫助設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)共同有效和快速地完成他們的設(shè)計(jì)。

Altera的開(kāi)發(fā)環(huán)境和支持工具為眾多希望從FPGA中獲得方便的客戶提供技術(shù)優(yōu)勢(shì)。這包括面向軟件程序員的OpenCL SDK和支持嵌入式設(shè)計(jì)人員的高端設(shè)計(jì)流程和嵌入式設(shè)計(jì)套件。對(duì)于硬件設(shè)計(jì)人員，Altera持續(xù)改善編譯時(shí)間，并為更有效的設(shè)計(jì)入口提供更高水平的抽象。