1
Altera发布了业界第一款支持硬核浮点DSP的FPGA，硬核浮点DSP模块将集成在Altera 20nm Arria 10 FPGA和SoC中，也会集成在14nm Stratix 10 FPGA和SoC中。这一革命性的设计会对器件浮点运算性能带来多大的提升，对传统FPGA浮点运算设计带来多大的改变，又会对DSP以及GPU市场带来多大的影响，Altera公司首席DSP产品规划经理Michael Parker、软件和DSP产品市场经理Albert Chang先生连线国内媒体，带来了精彩的内容分享。
硬核兼容IEEE754，支持单精度浮点运算
支持硬核浮点DSP的FPGA使用专用硬核电路，能够自然支持IEEE 754单精度浮点。IEEE 754浮点所有复数都位于DSP模块的硬核逻辑中，不会占用可编程逻辑，即使是100%的使用了DSP模块，浮点也支持定点设计中相似的时钟速率。
采用TSMC 20nm工艺的Arria 10 系列，浮点运算性能将达到1.5TFLOP的DSP性能，而且是单精度。它的运行频率可以达到400到450MHz，在软件方面支持OpenCL、DSP Builder和浮点宏功能。
至于1.5TFLOP的浮点运算是如何计算出的，笔者也作了详细的了解：Arria 10器件10AX066含有660 kLE的逻辑，以及1688个DSP模块，总共有1688个浮点加法器和1688个浮点乘法器。运行在450 MHz的总计3376个浮点运算器性能达到了1520 GFLOPS。德州仪器、Nvidia和AMD也都是采用这一峰值浮点性能判定方法计算其DSP和GPU的峰值GFLOPS的。
而采用Intel 14nm三栅极工艺制成的高端FPGA和SOC Stratix 10系列单精度浮点运算可以达到10TFLOP的水平。
浮点模块与现有设计是后向兼容，对定点性能没有影响。DSP设计人员可以选择定点或者浮点模式，每一个DSP模块都可以独立运行。
极大提高设计效能及资源使用效率
加入硬核浮点模块带来的提升是巨大的，它极大的提高了设计人员的效能，也释放了FPGA的逻辑资源，使其可以供其他任务使用，为设计产品的迅速面市提供了可靠保障。
以前的系列，如果想要进行浮点设计的话，需要先建立设计，然后进行人工转换，将浮点转换为定点，在FPGA中实现（定点）。此外，还需验证转换过程当中的准确率，如果设计方面有任何的修改或变化，都需要重新把这些流程再进行一遍。
后来，在V系列中设计流程进行了一些调整，通过软核来实现。也就是说，如果客户还要进行浮点的设计，在FPGA当中通过软件就可以实现。但问题是，性能不那么优异，可能还会使用大量的逻辑器件，带来时序收敛方面的问题，会要花更多的一些时间。
在Arria 10和Stratix 10当中， FPGA中集成了硬核浮点DSP。在进行浮点设计时，在FPGA中通过硬核浮点就可以实现，不需要验证是否正确，也没有时序收敛的问题，节省了大量的时间。
此外，资源效率方面带来的提升也是巨大的。在过去，实现浮点运算功能的话需要定点的DSP模块加上很多的逻辑资源。比如有3000个这样的DSP模块，把这些模块用完之后，可能逻辑器件就不够用了。现在所有的DSP模块都可以使用，可以释放数千个这样逻辑资源。此外节省了很多的逻辑资源，功耗也会有所降低。
DSP、GPU应用市场将受到冲击
Albert Chang先生在采访中特别提到目前最小的Arria 10系列的产品就相当于德州仪器现在最优的DSP处理器。在性能上Arria 10系列完全可以替代高性能的DSP处理器，甚至在某些场合可以取代GPU，因为其在功耗、时延和连接到网络的便利性方面，都拥有优势，此外FPGA还可以设计为在高温下工作。
大家关心的产品价格问题，虽然具体的数字这次并没有透露，但是Michael Parker强调具备硬核浮点运算功能的FPGA比市场上一些没有浮点运算功能的FPGA的价格应该是具有竞争力的。
在中国的机会巨大
在谈到该系列产品的应用领域时，Michael Parker特别提到了中国正在进行的无线网络建设。现在很多基站，LTE基带运算是通过DSP处理器或者是专门定制化的硬件来实现的。基站遍布全球各地，都是分散的，如果有一些新的功能，新的特征想要加进来，或者想要升级的话就会比较困难。新的架构希望把这些处理能力都集中起来，让服务器来处理。如果有新的标准出现，要进行升级都可以集中完成。所以像这么大的一个处理能力是DSP或者CPU没有办法来应对的。对于软件工程师来说，新的无线标准需要更大的运算能力，Altera推出的这种带硬核浮点运算的FPGA可能就是一款非常适合他们需求的产品。
此外浮点FPGA产品，对客户来说是比较容易使用的。它不需要像定点的FPGA，需要丰富的经验和知识，也不需要用那么长的开发时间来进行正确与否的验证等等。所以Altera认为中国的客户可能会更倾向于使用这种浮点的FPGA产品。
作为业界第一款支持硬核浮点DSP的FPGA产品，它的推出大大简化了之前在FPGA中进行浮点运算设计的流程，也大大缩短了产品开发上市的时间。FPGA产品在SoC化的道路上越走越远，功能也越做越强，而硬核浮点DSP模块的加入使其更加如虎添翼。
与非网原创内容，未经许可，不得转载
