支持硬核浮點DSP的FPGA或可取代高性能計算GPGPU

1、支持硬核浮點dsp的fpga或可取代高性能計算gpgpu 近來，公司推出業(yè)界首款浮點，它集成了硬核ieee 754兼容浮點運算功能，提高了性能、設(shè)計人員的效能和規(guī)律效率。據(jù)悉，硬核浮點dsp模塊集成在altera 20nm arria 10 fpga和中，以及14nm stratix 10 fpga和soc中。該新功能支持設(shè)計人員以相同的定點性能和效率在浮點中實現(xiàn)其算法，且不會對功耗、面積或者密度產(chǎn)生任何影響，也不會損失定點特性或功能。用戶可以用法altera的fpga和soc來滿足大計算量應(yīng)用需求，例如應(yīng)用在高性能計算(hpc)、雷達、科學(xué)和醫(yī)療成像等領(lǐng)域。精度可調(diào)dsp體系結(jié)構(gòu)“精彩的性能

2、歸功于我們創(chuàng)新的精度可調(diào)dsp體系結(jié)構(gòu)(圖)。”altera公司首席dsp產(chǎn)品規(guī)劃經(jīng)理michael parker表示，“該技術(shù)在每一dsp模塊中包含了一個高精度加法器和單精度乘法器。這些硬核dsp模塊中內(nèi)置了數(shù)千個浮點運算器，在20nm系列中，arria 10 fpga性能從140 gigaflops(gflops)提升至1.5 teraflops(tflops)；altera的14nm stratix 10 fpga系列將用法相同的體系結(jié)構(gòu)，性能擴展到10 tflops。這是單個器件有史以來最高的性能指標。”圖：具有硬核浮點dsp模塊的首款fpga。該浮點計算單元與現(xiàn)有精度可調(diào)定點模式實現(xiàn)

3、了無縫集成。設(shè)計人員可以在其設(shè)計中用法全部定點dsp處理特性，還可以按照需要將所有設(shè)計或者部分設(shè)計更新到單精度浮點。ieee 754浮點全部復(fù)數(shù)都位于dsp模塊的硬核規(guī)律中，不占用可編程規(guī)律，即使是100%用法了dsp模塊，浮點也支持定點設(shè)計中相像的時鐘速率。大幅縮短開發(fā)時光michael parker稱，自然支持浮點功能對于設(shè)計人員在fpga中實現(xiàn)復(fù)雜的高性能算法十分重要。構(gòu)建系統(tǒng)之前，在浮點中完成全部算法開發(fā)和。完成算法后，通常還需要612個月的時光在定點實現(xiàn)中舉行分析、轉(zhuǎn)換并驗證浮點算法。這一過程需要克服以下三個問題：(1)必需手動將浮點設(shè)計轉(zhuǎn)換為定點，這需要工程師十分有閱歷，而且其實現(xiàn)

4、的精度沒有仿真高；(2)假如以后對算法舉行任何修改，還需要再次舉行手動轉(zhuǎn)換，而且優(yōu)化系統(tǒng)中定點算法的任何步驟都不會反映在仿真中；(3)假如系統(tǒng)集成和測試過程中浮現(xiàn)問題，要隔離問題會十分困難。用法altera浮點fpga能夠協(xié)助設(shè)計人員克服上述問題，它們可以將dsp設(shè)計挺直轉(zhuǎn)譯成浮點硬件，而不是轉(zhuǎn)換為定點，從而大幅縮短了時序收斂和驗證時光。相比之前的系列，硬核浮點dsp模塊能夠縮短近12個月的開發(fā)時光。將與gpgpu綻開競爭據(jù)altera方面透露，與altera浮點fpga競爭的并非fpga，而是gpgpu(general purpose gpu，即通用圖形處理單元，它不是容易的圖形引擎，而是通

5、用計算加速器)。michael parker表示，這是由于其他fpga供給商提供的“軟核”浮點用法規(guī)律來實現(xiàn)復(fù)數(shù)浮點的效率不高，還不具競爭力。fpga和gpgpu都可以用法opencl舉行設(shè)計，但它們在算法實現(xiàn)上有很大的不同。gpgpu用法并行處理器體系結(jié)構(gòu)，并行運行數(shù)千個浮點乘加小單元。算法被分成數(shù)萬個線程，數(shù)據(jù)預(yù)備好后，映射到計算單元中。altera浮點fpga在高性能計算方面具有突出優(yōu)勢。首先，因為其流水線規(guī)律體系結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)流的處理延時要比gpgpu低得多；第二，fpga的gflops/w性能要優(yōu)于gpgpu，這也意味著對于所要求的功率預(yù)算，fpga完成的計算量普通要多于gpgpu；第三，fpga具有很好的通用性和廣泛的連通性，能夠挺直放在數(shù)據(jù)通路中處理通過的數(shù)據(jù)。altera還特地增強了數(shù)據(jù)流至其opencl工具的選項，以符合opencl供給商的擴展要求。altera公司軟件和dsp產(chǎn)品市場經(jīng)理albert chang介紹，2014年下半年，altera將提供面對arria 10器件中硬核浮點dsp模塊的浮點設(shè)計流程，包括演示和基準測試。在此之前，用戶可以采納arria 10 f