Stratix® III FPGA は、アダプティブ・ロジック・モジュール (ALM) を使用してロジック・ファンクションを実装します。ALM の分割機能 により、Virtex-5 の LUT-FF ペアと比較して、ALM は以下のとおり非常に効率的です。
- Virtex-5 デバイスの 1.8x のロジック収容能力。 65のカスタマ・デザインの ベンチマーク結果 によって、 Stratix III ALM は平均で Virtex-5 6入力 LUTの 1.8x と「同等である」、つまり「1.8 倍のロジックを集積可能である」ことが示されました。これは、より小さく、より低コストなデバイスにさらにロジックを収容することができ、コスト削減が実現できることを示しています。
- Virtex-5 デバイスよりも 25%高速であり、Stratix III はこれまでで最速の FPGA になります。
図 1 と図 2 では、Stratix III ALM と Virtex-5 LUT-FF ペアの基本ビルディング・ブロック示しています。
図 1. Stratix III ALM
図 2. Virtex-5 LUT-FF ペア
| 表 1. Stratix III ALM と Virtex-5 LUT-FF ペアの機能比較 | ||
| 機能 | ALM | LUT-FF ペア |
|---|---|---|
| LUT 入力の数 | 8 | 6 |
| 分割可能な LUT構造 | あり | なし |
| LUT あたりのレジスタ数 | 2 | 1 |
| 専用全加算器の数 | 2 | 0 |
ロジックを実装する際に、ALM は一部の 7入力ファンクション、すべての 6入力ロジック・ファンクションを実装できるほか、 2つの独立した 4入力 LUT のように、小規模 LUT サイズで構成される 2つの独立したファンクションを実装することができます。表 2 に示すとおり、ALM では入力を共有する必要がほとんどないため、浪費されるロジックが減少し、性能と利用可能なロジックの量が最大化されます。
下の表 2 は、ファンクションの組み合わせの一部と、Stratix III と Virtex-5 で共有される入力の数を示しています。
| 表 2. Stratix III ALM と Virtex-5 LUT-FF ペアの柔軟性 | |||
| 出力 1 | 出力 2 | Virtex-5 LUT で共有される 入力数 (最小) |
Stratix III ALM で共有される 入力数 (最小) |
|---|---|---|---|
| 5-LUT | 5-LUT | 5 | 2 |
| 5-LUT | 4-LUT | 4 | 1 |
| 5-LUT | 3-LUT | 3 | 0 |
| 4-LUT | 4-LUT | 3 | 0 |
| 4-LUT | 3-LUT | 2 | 0 |
| 3-LUT | 3-LUT | 1 | 0 |
例えば、 5入力および 3入力ファンクションを実装するとき、ALM は入力を共有しないで 2つの独立したファンクションを実装します。他方、 LUT-FF ペアは、入力を共有するか、共通の入力がない場合は、 2つの 6入力LUT を使用する必要があり、ロジックが浪費されることになります。
図 3. Startix III ALM と Virtes-5 LUT-FF ペアでの 5 入力および 3 入力ファンクションの実装
効率のよい分割機能 により、Stratix III ALM は平均で Virtex-5 LUT-FF ペアの 1.8 倍 のロジック効率を提供し、デザインによっては 2.3 倍 に達します。これは、 65 の顧客からのデザイン・セットからのベンチマーク解析により証明されています（図 4 参照）。「 1 」の箇所にある黒い水平線は、 Virtex-5 (LUT-FF ペア ) と Stratix III FPGA (ALM) のロジック・エレメントの数が同じであるポイントを示しています。
図 4. ロジック効率の比較
| 表 3. Stratix III FGPA の詳細 | |
| トピック | 説明 |
|---|---|
| Stratix III と Virtex-5 | Stratix III — 世界最速の FPGA |
| Stratix III — 世界最大の FPGA | |
| ホワイトペーパー |
Stratix III FPGAs vs. Xilinx Virtex-5 Devices: Architecture and Performance Comparison (PDF) |
| アーキテクチャ | Stratix III デバイス・ファミリ・アーキテクチャ |
| Stratix III ALM ロジック構造の分割可能な 8 入力 LUT | |
