Stratix® 10 MX: 単一 のFPGA で 1 Tbps のメモリー帯域幅を実現

今日、メモリー帯域幅は際限なく増え続けています。2020 年までにデータセンターのトラフィックは 1 ZB1, 相互接続されたデバイスは 500 億台2、8K ビデオ放送3、ネットワーキング・システムは 400 G4 に到達するでしょう。

そこで、メモリーとコンピューティング・エレメントの間で大量のデータを効率的に送受信する能力がますます重要になります。

インテル®  Stratix® 10 MX デバイスは、メモリー帯域幅のボトルネックを解消し以下を実現します。

ホワイトペーパー: Stratix® 10 MX デバイスによる DRAM SiP の詳細

DRAM SiP は次世代メモリーにどのようにブレークスルーをもたらすか解説したホワイトペーパーをご覧ください。

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Stratix® 10 MX は、プログラマビリティとStratix® 10 FPGA & SoC の3D スタック高帯域幅メモリー (HBM2) による柔軟性を統合します。HyperFlex FPGA コア・ファブリック・アーキテクチャーは、パッケージ内メモリータイルが提供する帯域幅を効率的に利用できる 1 GHz のコア・ファブリックを可能にします。DRAM メモリータイルは、 インテルの Embedded Multi-Die Interconnect Bridge (EMIB) テクノロジーを使用して FPGA に物理的に接続されます。

Stratix® 10 MX デバイスは、以下の機能などを幅広くシステムレベルで統合します。


Stratix® 10 MX デバイスはメモリー帯域幅の課題に対処し、高性能コンピューティング (HPC)、データセンター放送ワイヤーライン・ネットワーキング防衛用市場などの最も要求が厳しいアプリケーションを実現します。

Expanded Memory Hierarchy

メモリー帯域幅の向上

Stratix® 10 MX デバイスは、DDR4 など現在のディスクリート・メモリー・ソリューションの 10 倍に達する帯域幅を提供します。従来の DDR4 DMM が提供する帯域幅は約 21 GB/sですが、HBM2 タイルは 1 つで 256 GB/sを実現します。

Stratix® 10 MX デバイスは単一パッケージに最大 4 個の HBM2 デバイスを集積して、1 TB/sの最大メモリー帯域幅を実現します。

消費電力を低減するソリューション

Stratix® 10 MX デバイスは、HBM2 メモリーをコア・ファブリックに隣接して集積しています。この配置により、コア・ファブリックとメモリーの間のインターコネクトが大幅に短縮され、従来の長い PCB トレースに費やされていた電力が大幅に低減されます。トレースを終端していないために容量性負荷が減少し、その結果として I/O 消費電流が低減されます。最終的にシステム消費電力が低減され、ワットあたりの性能が最適化されます。

フォームファクターの縮小と使いやすさ

Stratix® 10 MX は、パッケージ内にメモリー・コンポーネントを統合しているので、PCB デザインでの配線の複雑さが軽減されます。この実装により、フォームファクターが縮小し、使いやすさが向上します。最終的に、高い柔軟性とスケーラビリティーによる使いやすいソリューションを実現できます。

内蔵SRAM の強化

Stratix® 10 MX デバイスは、エンベデッド SRAM (eSRAM) によって高速パス、低レイテンシーのチップ内蔵メモリーを提供します。eSRAM は既存のブロック RAM を補完し、以下の特徴を備えています。

  • 帯域幅の拡大:ディスクリート QDR IV-1066 の 11.25 倍に達する合計 (リードおよびライト) 帯域幅
  • 消費電力の低減:ディスクリート QDR IV の 1/2.6 である合計消費電力 (ワット/G ビット/秒)
  • 使いやすさ:ダイレクトなファブリック・インターフェイス、コントローラー不要、M20K ブロックの消費を抑制
  • ボードコストの削減と複雑さの低減:
    • PCB の密集度と層数の低減
    • 外部 QDR をリプレース、あるいは最少化
    • EMIF I/Oの 消費を抑制
  • 最高レベルのランダム・トランザクション・レート (RTR) を必要とするアプリケーションに最適

脚注:

  1. Evans, Dave, Cisco Internet Business Solutions Group (CIBSG).  The Internet of Things – How the Next Evolution of the Internet is Changing Everything, April 2011.
  2. Cisco, Cisco Global Cloud Index: Forecast and Methodology, 2014–2019, 2015.
  3. CNET, 8KTV broadcasting coming to Japan during 2016 Olympics, March 7, 2016.
  4. www.ethernetalliance.org. Ethernet Roadmap. 2015.
ファミリーの概要
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