Altera® の Cyclone® V SoC および Arria® V SoC ファミリは、TSMC の 28nm ロー・パワー（28LP）プロセス技術で製造され、低消費電力の実現のほか、豊富なハード IP 群、および低消費電力 シリアル・トランシーバを活用可能です。
28nm ポートフォリオにおけるプロセス選択肢
Cyclone® V SoC および Arria® V SoC ファミリは、性能、I/O リソース、パッケージ・サイズ、消費電力、コストなどの要件への最適化により差別化が図られています。そして、28nm デバイス・ファミリ共通の生産性向上デザイン・プラットフォームを利用して迅速なデザイン開発が可能です。
| ■ 最も低いスタティック消費電力と 絶対電力 | ■ 最大のバンド幅 |
| ■ 最も低消費電力のトランシーバ | ■ 消費電力が 200mW と小さい 28 Gbps トランシーバ |
| ■ 十分な性能 | ■ デザイン最適化による低電力化 |
| ■ 最大限のハード IP | |
| ■ 高性能 I/O 規格 |
【図 1】 28nm ポートフォリオにおけるプロセス選択
Arria® V SoC FPGA にて 40% の低消費電力化を実現
Arria® V SX および ST SoC は、ミッドレンジ・アプリケーション向けに業界で最も低いトータル消費電力を提供します。
28nm Low-Power (LP) プロセスの採用によるダイナミック消費電力の低減により、以下のメリットを実現しています。
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■ 業界で最も低いスタティック消費電力 ■ 業界で最も低消費電力の最大 10.3125Gbps トランシーバ ■ ハード IP (Intellectual Property) による優れた FPGA ファブリック |
【図 2】 Arria® V SoC FPGA にて 40% の低消費電力化
Arria® V FPGA デバイス・タイプの比較
【表 1】 Arria® V FPGA デバイス・タイプの比較
| 機能 | Arria V GZ FPGA | Arria V GT FPGA | Arria V GX FPGA | Arria V ST SoC | Arria V SX SoC |
| ALM数 (K) | 170 | 190 | 190 | 174 | 174 |
| 可変精度 DSPブロック数 | 1,139 | 1,156 | 1,156 | 1,068 | 1,068 |
| M20Kメモリ・ブロック数 | 1,700 | - | - | - | - |
| M10Kメモリ・ブロック数 | - | 2,414 | 2,414 | 2,282 | 2,282 |
| DDR3メモリ・インタフェース速度（MHz） | 800 | 667 | 667 | 667 | 667 |
| ハード・メモリ・コントローラ | - | 4 | 4 | 4 | 4 |
| トランシーバ・スピード (Gbps) | 12.5 | 10.3125 | 6.5536 | 10.3125 | 6.5536 |
| PCI Express® (PCIe) Gen3/2/1 HIP | 1 | - | - | - | - |
| PCIe Gen2/1 HIP | - | 2 | 2 | 2 | 2 |
| デザイン・セキュリティ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
| SEU の緩和 | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
Arria® V SoC FPGA のアーキテクチャ
【図 3】 Arria® V SoC FPGA のアーキテクチャ
業界で最も低い消費電力のミッドレンジ FPGA
Arria® V GZ FPGA は、ミッドレンジ・アプリケーション向けとして帯域幅あたりの消費電力が最も低く、最大 12.5 Gbps のトランシーバを必要とする消費電力重視のデザインに最適です。Arria® V GZ FPGA のチャネルあたりの消費電力は、10G で 180 mW 未満、12.5 Gbps でも 200 mW 未満です。また、-3L スピード・グレードの低スタティック消費電力製品も提供されます。
Arria® V GX および GT FPGA は、28nm Low-Power (LP) プロセスの採用による最も低いスタティック消費電力、そして最大 10.3125 Gbps までのトランシーバ・スピードにおける最も低いトランシーバ消費電力、またダイナミック消費電力削減に向けて設計されたハード IP による優れたファブリックの提供により、ミッドレンジ・アプリケーション向けとして最も低いトータル消費電力を実現しています。Arria® V デバイスは、従来世代のミッドレンジ FPGA に比べて平均で 40% の消費電力削減を実現します。
SoC FPGA – Arm® プロセッサ・ベースのカスタマイズ可能な SoC
Arria® V SoC は、プロセッサ、ペリフェラル、およびメモリ・コントローラで構成されるハード・プロセッサ・システム (HPS) を、広帯域幅インタコネクト・バックボーンによって FPGA ファブリックと統合することにより、システム消費電力、システム・コスト、およびボード・スペースの低減を実現します。HPS と 28nm 低消費電力 FPGA ファブリックの組み合わせは、Arria® V FPGA の柔軟性と豊富な DSP ブロックを備えたアプリケーション・クラスの Arm® プロセッサのエコシステムと性能を提供します。
Cyclone® V FPGA でもトータル消費電力を最大40%削減
Cyclone® V FPGA は、TSMC 社の 28nm LP プロセスで製造されており、消費電力とコストを低減しながら、コスト重視のアプリケーションで求められる性能を実現できます。
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■ 28nm LP の利点:
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【図 4】 Cyclone® V FPGA でもトータル消費電力を最大 40% 削減
また、2 種類の電源レギュレータ電圧のみで駆動可能であることや、小型パッケージを含むワイヤボンド・パッケージで提供されることもコスト削減に貢献します。
Cyclone® V FPGA ファミリでは 6 種類の製品を提供
【表 2】 Cyclone® V FPGA ファミリでは 6 種類の製品を提供
| 特長 | 最小のコストと消費電力 | 3.125G トランシーバ | 6.144G トランシーバ |
| ロジックと DSP多用の広範なアプリケーションを実現できる、最小のシステム・コストと消費電力に最適化されたFPGA | 614Mbps ～ 3.125Gbps のトランシーバ・アプリケーションの実現に最適化された最小コストと消費電力の FPGA | 業界で、6.144Gbps トランシーバ・アプリケーションを実現する最も低コスト、低消費電力の FPGA (*1) | |
| FPGA | E 製品 | GX 製品 | GT 製品 |
| Arm® Cortex®-A9 MPCore™ プロセッサ・システム | SE 製品 | SX 製品 | ST 製品 |
(*1) Cyclone® V GT デバイスは、6.144 Gbps CPRI プロトコルをサポートします。
Cyclone® V のシステム統合によるシステム・レベルコストの削減
【図 5】 Cyclone® V SoC FPGA のシステム統合
コスト重視の量産アプリケーションに最適
Cyclone® V FPGA は、プロトコル・ブリッジング、モーター制御ドライブ、放送ビデオ・コンバータ/キャプチャ・カード、ポータブル機器などの量産アプリケーションに最適です。さまざまな市場における Cyclone® V FPGA の利点をご確認ください。
SoC – カスタマイズ可能な Arm® プロセッサ・ベースの SoC
Cyclone® V は、プロセッサ、ペリフェラル、およびメモリ・コントローラで構成されるハード・プロセッサ・システム (HPS) を、広帯域幅インタコネクト・バックボーンによって FPGA ファブリックと統合することにより、システム消費電力、システム・コスト、およびボード・スペースの削減を実現します。HPS と 28nm 低消費電力 FPGA ファブリックの組み合わせは、Cyclone® V FPGA の柔軟性と低消費電力、そして低コストを備えたアプリケーション・クラスの Arm® プロセッサ・エコシステムと性能を提供します。
システム統合によるシステム全体のコストの削減
Cyclone® V FPGA は内蔵されている多数のハード IP ブロックにより、製品の差別化が図れる一方、全体のシステム・コストと消費電力を低減し、デザインの開発期間を短縮することができます。主なハード IP ブロックは以下のとおりです。
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低消費電力化のための手法をふんだんに取り入れたデバイス
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■ ハード・プロセッサ・システム（HPS）： 4,000 MIPS の性能を低消費電力で実現
■ 独立したパワー・プレーン
■ ソフトウェア制御のパワー・マネージメント
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【図 6】 低消費電力化のための手法
SoC と 28nm ポートフォリオ
性能、消費電力、コストの要件で折り合いがつかないとき、Altera® の 28nm ポートフォリオほど最適な ソリューションはありません。
幅広い機能に始まり、アプリケーションに焦点を当てたソリューションに至るまで、様々な優位性を提供する 28nm ポートフォリオは、プログラマブル・ロジックを新たな 水準に引き上げ、より複雑で差別化されたソリューションを短期間かつ少ない労力で開発できるようになります。