Altera 20-nm- und 14-nm-FPGAs im Jahr 2014

Der FPGA-Hersteller Altera wird bereits Anfang nächsten Jahres Muster für seine Midrange-und High-End-FPGAs liefern, die auf TSMCs 20-nm-Planartransistor- und Intels 14-nm-FinFET-Technologie basieren. Das Unternehmen kündigte seine Arria-10-Produkte für den 20-nm-Prozess an und skizzierte einige Eigenschaften der bei Intel gefertigten Stratix-10-Generation.

Die 14-nm-Chips, die auf Intels neuester FinFET-Transistortechnolgogie basieren, werden bis zu 4 Millionen Logikelemente enthalten und mit einer Taktfrequenz von 1 GHz und ggf. noch höher betrieben. Die DSP-Leistung soll bis zu 10 Teraflops betragen, dazu soll es erstmals SerDes mit 56 GBit/s oder bis zu 16 Transceiver-Kanäle mit 28 Gbit/s geben.

Die neue Familie Arria 10 wird in TSMCs 20-nm-Prozess mit Planartransistoren gefertigt. Sie werden mit einem Dual-Core-ARM-Cortex-A9-Embedded-Prozessor ausgestattet, der mit bis zu 1,5 GHz getaktet wird, was fast doppelt so schnell ist wie bei den heutigen FPGAs (800 MHz). Welche Embedded-Prozessoren in den Stratix 10 zum Einsatz kommen werden, hat Altera nicht verraten.

Mehrere Unternehmen wurden bereits jetzt mit Beta-Versionen der Designsoftware Quartus II ausgestattet, um für Arria-10-Chips zu entwickeln. Die Designs umfassen einen Prozessor mit 100G-Unterstützung für 17.4g-Backplanes, einen Basisstation-Prozessor und einen Suchalgorithmus-Chip, der 16 20G-Transceiver und DDR4-Speicheranbindung nutzt.

Altera erwartet die endgültige Version seiner Design-Software und erste Muster von seinen 20-nm- und 14-nm-Chips Anfang nächsten Jahres. Erste Testversionen der 14-nm-Chips könnte es noch 2013 geben, da Intel bekanntlich angekündigt hat, die Produktion mit seinem 14-nm-Prozess Ende 2013 aufzunehmen.

Altera hat zwar keinen exklusiven Zugriff auf Intels 14-nm-Prozess (die kleineren Konkurrenten Achronix und Tablua können zumindest theoretisch zeitgleich Produkte anbieten), viel wichtiger dürfte aus Alteras Sicht jedoch die Tatsache sein, dass Marktführer und Hauptkonkurrent Xilinx vertraglich von Intels Fertigung ausgeschlossen werden konnte.

Sowohl die FPGAs in 20 nm als auch noch mehr in 14 nm werden voraussichtlich einen nicht unerheblichen Preisaufschlag erfahren, u.a. weil sie für einige Schichten Double-Patterning, also zwei Lithographie-Durchläufe benötigen. Darüber hinaus darf man vermuten, dass Intels Wafer-Preise ohnehin höher sein werden als bei TSMC.

Mit den neuen Chips wird Altera Serdes 56G, 3-D-Chip-Stacks und neue analoge Funktionen wie On-Chip-Spannungswandler – letztere durch den Kauf von Enpirion - unterstützen. Technische Details und Termine für die Massenproduktion wurden nicht genannt.