英特尔发布Stratix 10 GX 10M FPGA：采用全新EMIB连接设计

　　现场可编程门阵列(FPGA)的一大优势，就是能够制造功能强大的芯片。可重复单元设计的性质，能够吸收工艺技术方面的问题。而当达到硅片的极限时，继续增大尺寸的唯一方法，就是将其连接到一起。今日，英特尔宣布了自家的最新款“大型”FPGA 。其最吸引人的地方，莫过于采用了具有里程碑意义的连接技术。

　　封装技术是推动硬件行业发展的重要因素之一(题图 viaAnandTech)

　　此前，外媒已经详细介绍过台积电(TSMC)在 GPU 中使用过的 2.5D 晶圆片上封装(COWOS)工艺、英特尔的嵌入式多芯片互联桥(EMIB)工艺、以及 FOVEROS 之类的堆叠技术。

　　随着行业向更小尺寸的芯片迁移，制造商们需要找到更加出色的实践方案。以英特尔 EMIB 技术为例，通过将多种基于不同制程节点的芯片连接到一起，其能够实现高功率芯片(如 GPU)和低功率芯片(如 HBM)的衔接。

　　不过 EMIB 也不是没有缺点，比如其热稳定性不足以承受两个高功率芯片之间的连接，只能搭配一个高功率芯片 + 一个低功率芯片。

　　此外，在基板中将两个管芯连接在一起时(尤其是通孔或 BGA 设计的高功率管芯)，还必须考虑到机械应力(尤其在使用不同的金属时)。

　　热胀冷缩很容易导致重要节点的故障，这对注重长期使用的嵌入式设计来说很是致命。在处理有机基板时，分离的厚度，也严重增加了连接大功率芯片时的可行性。

　　芯片与收发器之间有另外四路 EMIB 连接

　　好消息是，在最新的 Stratix 10 GX 10M FPGA 上，英特尔似乎已经消除了这种隐忧 —— 这款大型 FPGA 专为 ASIC 原型设计和仿真市场而打造。

　　通过将两个大型 5.1M FPGA 逻辑元件和三个 EMIB 连接相结合，可产出平均热设计功耗(TDP)从 150W 至 400W 芯片，同时具有先进的冷却特性。

　　尽管 ASIC 原型设计和仿真市场相对较小(英特尔表示年均 3~5 亿美元)，但客户一直希望越来越大的 FPGA，以便通过最少的安装来获得最准确的结果。

　　这些芯片最终会议较低的频率运行(50MHz 到 300MHz)，以确保精度。

　　不过英特尔表示，Stratix 10 GX 10M 的新设计，可轻松替代旧款四路 GX 2800 FPGA 。在相同工作负载的情况下，其连接性能提升了一倍、但功耗却降低了 40% 。

　　FPGA 的设计,围绕着这两个 5.1M 逻辑元件管芯展开，并通过三条 EMIB 连接到一起。其运行在 1 GHz 以上的 AIB 协议，并构成整个芯片上 25920 连接引脚的一部分。

　　该 FPGA 逻辑元件的数量达到了 1020 万，超过了 8 月份发布的 Xilinx VU19P 。后者具有 900 万逻辑元件，包括 8172k 触发器、以及 408.6k LUT 。

　　Stratix 10 GX 10M 还包含 6912 个 DSP 元件和 48 个收发器输出，速率为 17.4 Gbps 。英特尔指出，这些功能主要是为支持 PCIe 3.0 / 4.0 而设计。且 FPGA 支持 H-tiles，满足客户对定制设计的连接需求。

　　据悉，本次新硬件发布，恰逢英特尔在中国举办的 FPGA 技术活动。作为该产品的主要市场之一，英特尔表示，其已同主要合作伙伴持续开展了近一年的工作，后续将致力于向更广泛的市场推广。

　　至于对 14nm 产能短缺的担忧，该公司表示，新品产的体量并不大，因此不会有任何方面的问题。该公司(至少是 FPGA 业务部门)已证明使用 EMIB 连接技术，确实有助于提高芯片的良率。

　　AnandTech 指出，英特尔使用多 EMIB 连接两个高功率芯片(75W / 150W)的事实，是将该技术推向广泛市场的关键一步。

　　以此作为概念验证，可为多管芯 EMIB 和 Foveros CPU 设计在未来分立式 GPU 产品中的发展而铺平道路。