Altera公司日前宣布在FPGA浮點(diǎn)DSP性能方面實現(xiàn)了重大突破。該公司首席DSP產(chǎn)品規(guī)劃經(jīng)理Michael Parker稱，Altera是第一家能夠在FPGA中集成硬核IEEE 754兼容浮點(diǎn)運(yùn)算功能的可編程邏輯公司，前所未有地提高了DSP性能、邏輯效率和設(shè)計效能。根據(jù)規(guī)劃，硬核浮點(diǎn)DSP模塊將集成在正在發(fā)售的20nm Arria 10 FPGA和SoC中，也將集成在14nm Stratix 10 FPGA和SoC中，DSP設(shè)計人員可以選擇定點(diǎn)或者浮點(diǎn)模式，浮點(diǎn)模塊與現(xiàn)有設(shè)計后向兼容。

　　面向高性能計算，與GPGPU展開競爭

　　與傳統(tǒng)使用定點(diǎn)乘法器和FPGA邏輯來實現(xiàn)浮點(diǎn)功能的做法不同，Altera的硬核浮點(diǎn)DSP幾乎不使用現(xiàn)有FPGA浮點(diǎn)計算所需要的邏輯資源，釋放了上千個乘法器和加法器，從而一舉在Arria 10器件中實現(xiàn)了1.5 TeraFLOP（每秒浮點(diǎn)運(yùn)算次數(shù)）和Stratix 10器件中10 TeraFLOP的DSP性能。

　　“這要?dú)w功于我們創(chuàng)新的精度可調(diào)DSP體系結(jié)構(gòu)。”Altera公司軟件和DSP產(chǎn)品市場經(jīng)理 Albert Chang說，在DSP模塊現(xiàn)有模式（標(biāo)準(zhǔn)精度定點(diǎn)模式和高精度定點(diǎn)模式）基礎(chǔ)上添加浮點(diǎn)模式，Altera FPGA和SoC的性能和功耗效率將在很多領(lǐng)域高于目前正在使用的微處理器和GPU，尤其是那些需要高性能計算的行業(yè)（大數(shù)據(jù)分析、石油和天然氣行業(yè)的地震建模、金融仿真、雷達(dá)和醫(yī)療成像等）。但其對定點(diǎn)模式并沒有影響（性能、大小和功耗），且對管芯總體改變<1%。

　　Altera方面稱，其開發(fā)的硬核浮點(diǎn)FPGA產(chǎn)品的競爭對手并非來自同行，而是通用圖形處理單元（GPGPUs）。“其他FPGA廠商提供的軟核浮點(diǎn)實現(xiàn)方式，主要通過邏輯來實現(xiàn)復(fù)雜的浮點(diǎn)運(yùn)算電路，是缺乏功效和競爭力的。”公司首席DSP產(chǎn)品規(guī)劃經(jīng)理Michael Parker打比方說，這就好像數(shù)年前沒有硬乘法器的FPGA，卻總在試圖和現(xiàn)代具備DSP模塊的FPGA進(jìn)行競爭一樣可笑。

　　Michael Parker認(rèn)為，F(xiàn)PGA業(yè)界目前的主要發(fā)展趨勢是提高器件的每瓦性能，而不是單純提高性能，幾乎所有客戶都面臨這一發(fā)展趨勢。未來無論何種應(yīng)用，管理功耗，進(jìn)而到管理成本將是他們面臨的一個關(guān)鍵問題。因此，具有精細(xì)粒度密集流水線體系結(jié)構(gòu)的FPGA非常適合用作高性能計算加速器，與DSP、CPU和 GPU相比，F(xiàn)PGA的每瓦性能是最高的。

　　他繼續(xù)表示：“FPGA的特點(diǎn)就是功耗低，然后又增加了硬核浮點(diǎn)運(yùn)算的能力。它每瓦的功耗，或者是每個槽的功耗都是比較低的。我認(rèn)為FPGA未來肯定會取代很多高端的DSP處理器。然后，它也可以取代一些GPU，因為它在功耗方面、時延方面，在連接到網(wǎng)絡(luò)的便利性方面，它都擁有優(yōu)勢。”據(jù)透露，增加了硬核浮點(diǎn)功能的Arria 10 DSP性能已相當(dāng)于TI最高性能DSP，也完全具備與GPGPU進(jìn)行競爭的資本。

　　另外，F(xiàn)PGA被設(shè)計為可以在高溫下工作，對于軟件編程人員來說也是一個福音。使用了Altera的軟件，他們可以更傾向于使用這種浮點(diǎn)的，而不是定點(diǎn)的。