Новый подход к вычислениям с плавающей точкой

Компания Altera объявила о применении аппаратных DSP-блоков для вычислений с плавающей точкой, соответствующих стандарту IEEE 754, в СБИС ПЛ Arria 10. Данные аппаратные блоки являются первой в мире реализацией стандарта IEEE 754 в микросхемах программируемой логики. Они позволят достичь беспрецедентной производительности в цифровой обработке сигналов.

Новые аппаратные DSP-блоки для вычислений с плавающей точкой одинарной точности применяются в Arria 10 FPGA и SoC, которые уже доступны для заказа, а также будут применяться в Stratix 10 FPGA и SoC. Данные блоки основаны на инновационной архитектуре DSP-блоков переменной точности. В отличие от традиционных подходов к обработке чисел с плавающей точкой, которые предполагают использование умножителей чисел с фиксированной точкой и логических блоков СБИС ПЛ, новые DSP-блоки практически полностью исключают применение логики для вычислений с плавающей точкой. Такой подход позволяет достичь производительности DSP-блоков для вычислений с плавающей точкой одинарной точности до 1,5 Тфлопс для СБИС ПЛ Arria 10 и до 10 Тфлопс для СБИС ПЛ Stratix 10. Новые DSP-блоки имеют мелкомодульную глубоко конвейеризированную структуру и идеально подходят для реализации аппаратных ускорителей. Благодаря новым DSP-блокам и их поддержке мощными высокоуровневыми средствами проектирования от Altera, данные СБИС ПЛ Altera могут применяться для решения самых сложных вычислительных задач: анализа больших объёмов данных, сейсмического моделирования для нефтегазодобывающей промышленности, финансовой аналитики и др.

По производительности на ватт потребляемой энергии СБИС ПЛ Altera превосходят процессоры общего назначения (CPU), графические процессоры (GPU) и DSP-процессоры.

Применение новых аппаратных DSP-блоков позволит существенно сократить время на разработку благодаря прямой реализации пользовательского устройства обработки чисел с плавающей точкой на DSP-блоках стандарта IEEE 754 без перехода к фиксированной точке.

Также процесс разработки помогают ускорить мощные средства проектирования:

  • DSP Builder Advanced Blockset – средство проектирования, позволяющее в считанные минуты перейти от математической модели к аппаратной реализации с использованием популярной среды MathWorks Simulink;
  • Altera OpenCL SDK – средство проектирования аппаратных ускорителей на языке C. В комбинации с новыми DSP-блоками в Arria 10 оно обеспечит удобный для программистов маршрут проектирования – прямую трансляцию программного кода в аппаратные структуры, что позволит сократить время на разработку и тестирование.

Новые DSP-блоки позволяют разработчику выбирать режим проектирования: с фиксированной точкой или плавающей. Также важным плюсом для разработчика является наличие обратной совместимости новых DSP-блоков с разработанными им ранее проектами.

СБИС ПЛ Arria 10 FPGA и SoC разрабатываются по техпроцессу TSMC 20SoC. Они имеют наибольшую в отрасли логическую ёмкость и наибольшее количество ресурсов для цифровой обработки сигналов. Старшая микросхема семейства Arria 10 имеет логическую ёмкость в 1,15 млн эквивалентных логических элементов (LEs). Производительность Arria 10 на 15% выше по сравнению с самой производительной 28-нм СБИС ПЛ (Stratix V). Энергопотребление Arria 10 по сравению с Arria V снижено на 40%. Arria 10 – первая и единственная СБИС ПЛ, содержащая в своём составе аппаратные DSP-блоки для вычислений с плавающей точкой.

Особенности Arria 10:

  • приёмопередатчики 17,4 Гбит/с – межплатные интерфейсы;
  • приёмопередатчики 28,3 Гбит/с – интерфейсы между микросхемами;
  • до 96 приёмопередатчиков в одной микросхеме;
  • двухъядерная процессорная система ARM Cortex-A9;
  • аппаратные DSP-блоки для вычислений с плавающей точкой;
  • поддерживает новейшие стандарты памяти: параллельный DDR4 (2666 Мбит/с) и последовательный Hybrid Memory Cube.

Микросхемы Arria 10 FPGA с аппаратными DSP-блоками для вычислений с плавающей точкой уже доступны для заказа. Примеры, демонстрации и тесты с использованием аппаратных DSP-блоков для вычислений с плавающей точкой будут доступны во второй половине 2014 года. Клиенты могут начать разработку с использованием традиционного маршрута проектирования устройств для вычислений с плавающей точкой, а затем, когда новый маршрут проектирования будет готов, безболезненно перейти к реализации на аппаратных DSP-блоках.

ALTERA

На данном сайте используются cookie для сбора информации технического характера и обрабатывается Ваш IP-адрес. Продолжая использовать этот сайт, вы даете согласие на использование файлов cookies.