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6月1日，英特尔宣布将以167亿美元的现金收购可编程逻辑芯片巨头Altera，这一笔交易案也成为了英特尔历史上金额最大的一笔并购。
有消息显示，Altera在2014年就曾与英特尔签署协议，即通过英特尔的工厂生产FPGA。很多人认为，英特尔全面收购Altera将最大化利用工厂的先进制程，并在生产大而复杂的FPGA过程中累积更多的经验。同时，Altera也将从英特尔强大的生产能力中获益，并比其他FPGA厂商更快的展开芯片投产和升级工作。
那么，Altera的产品会通过与英特尔的联手产生怎样的变革？让我们先从那次微软换血FPGA说起。
英特尔与Altera的渊源，先从微软换血FPGA说起
Altera亚太区副总裁兼总经理Erhaan Shaikh表示，Altera除了不断为通信行业的客户带来价值之外，也开始转身投入到其它市场当中，并为很多新的市场领域带来新的价值。正是由于这样一种多元化的产品发展策略，使得Altera很大程度的吸引了多元化市场的注意。
Altera亚太区副总裁兼总经理Erhaan Shaikh
2014年8月12日，微软宣布了一种全新的名为“Catapult”的构架，其内置有Altera的Stratix V FPGA (28nm)，可将微软旗下搜索引擎必应(Bing)的搜索速度提高两倍、服务器数量减少一半、服务器TCO提升最高至30%。
“通常业界在搜索引擎服务器中采用最多的还是CPU方式，但采用FPGA的功耗只有CPU方式的十分之一，这就是微软将Altera的FPGA与其CPU产品结合使用的原因。” Erhaan Shaikh解释说。
在IDF2014大会上，Intel高级副总、数据中心级连接系统部门总经理Diane Bryant表示，Intel提供的定制处理器以Xeon（至强）处理器为基础，首次在单一封装内集成了FPGA可编程阵列电路，客户可通过FPGA电路整合他们自己的软件及IP核心。根据业界标准的FPGA加速测试，这种定制处理器的性能提升了10倍。通过在Xeon处理器中集成FPGA芯片，Intel预计客户可以获得额外的2倍性能，因为这种定制处理器的接口延迟更低，一致性更好。
IBM最近也宣布和Altera在OpenCL上展开合作，而IBM系统的资深副总裁Tom Rosailia认为，面向OpenCL的Altera SDK带来了更多的创新，解决了大数据和云计算难题。
在汽车领域，奥迪也选择与Altera合作，并将其SoC产品应用于汽车的自动驾驶系统中，作为最先进的高性能中央驾驶辅助控制单元的关键组成。
非常有趣的是，这辆自动驾驶系统中搭载了Altera的SoC产品的奥迪A7，在去往今年CES展的路上，完成了从硅谷到拉斯维加斯的实际“路演”，中间形成了约155英里的无任何驾驶员干预的完全自动驾驶。
在中国市场，百度刚刚和Altera宣布在快速图像分类项目中展开合作，中国移动也与Altera宣布在5G C-RAN平台上展开合作。百度研究的杰出科学家、博士Ren Wu表示，OpenCL的支持改变了行业的游戏规则，将帮助FPGA深入到主流异构计算领域中。
从台积电到英特尔，Stratix 10有哪些变化？
日前，Altera正式公布了其Stratix 10 FPGA和SoC体系结构及产品细节，这一全新高端可编程逻辑器件在性能、集成度、密度和安全特性方面实现全面突破，可支持Altera客户解决下一代通信、数据中心、雷达系统、物联网基础设施和高性能计算系统中所遇到的设计挑战，誓在将云时代的网络通信技术推向又一个巅峰。
Erhaan Shaikh强调，Altera的新一代Stratix 10产品，可以说是整个可编程世界中的又一个巨大突破，它在性能方面比原有的28纳米产品提高了2倍。而正是由于采用了Altera革命性的HyperFlex架构，以及英特尔的14纳米三栅极工艺，Stratix 10得以实现性能上的重大突破。
Altera产品营销资深总监Patrick Dorsey解释说，Altera的第10代FPGA和SoC系列产品包括基于台积电55纳米工艺生产的MAX10系列、基于台积电20纳米工艺生产的Arria 10系列，以及最新发布的基于英特尔14纳米三栅极工艺生产的Stratix 10系列。
Altera产品营销资深总监Patrick Dorsey解释
Patrick Dorsey强调，可以看出，Altera和台积电之间的关系是非常密切而牢固的，而它为Altera生产的各系列产品一直在市场中持续出货。
Patrick Dorsey认为，Stratix 10 FPGA和SoC作为第一款采用Altera的HyperFlex新体系结构器件，是FPGA业界十多年来最显著的架构体系结构创新。
HyperFlex体系结构：“寄存器无处不在”
Patrick Dorsey解释说，如上图所示，在传统的架构当中，不管是Altera还是Xilinx，都面临着一个共同的问题：布线的延时在总延时中占据了绝大部分。而一个系统的性能是否能得到提高，最大的制约就来自布线带来的阻抗和延时。
所以，Altera的HyperFlex架构出现了。HyperFlex架构在所有内核互联布线段上引入了寄存器，通过“无处不在的寄存器”，Stratix 10 FPGA和SoC能够受益于成熟可靠的性能增强设计方法，例如寄存器重新定时、流水线和其他设计优化方法。这些设计方法在传统的FPGA体系结构中是不可能实现的。
Patrick Dorsey透露说，HyperFlex架构是Altera一项非常重要的专利技术，它在之前一直处于保密状态，而今天终于迎来了一个合适的公布时机。
Patrick Dorsey进一步解释说，HyperFlex架构的概念其实非常简单，它就是把寄存器加入到逻辑单元之中，并与FPGA实现相应的配合。在整个HyperFlex架构的布线中，包含了上千万的寄存器。
如上图所示，HyperFlex架构可将右上方3.5纳米的延时分为下方的三段。Patrick Dorsey通过一个形象的比喻来解释HyperFlex架构如何极大的提升了性能：假设有100辆车需要通过一座很长的桥，而这座桥每次只能有1辆车通过。HyperFlex架构相当于把这座桥分成了很多短桥，每座桥仍旧每次只能通过一辆车，但100辆车通过的速度却极大的提高了。
概括的说，HyperFlex体系结构帮助设计人员避免了关键通路和布线延时，其设计能够迅速达到时序收敛。内核逻辑性能提高2倍后，不需要很宽的数据通路，也不需要由于时钟偏移导致的特殊设计结构，从而极大的提高了器件利用率，降低了功耗。HyperFlex体系结构支持高性能设计降低逻辑面积要求，功耗从而降低了70%。
详解英特尔14纳米三栅极工艺——异构3D系统级封装集成
Patrick Dorsey强调，Stratix 10系列的第二大关键优势就在于Altera与Intel之间在异构3D系统级封装集成上的紧密合作。
据悉，Stratix 10 FPGA和SoC系列的所有型号都采用了异构3D SiP集成技术高效经济的集成高密度单片FPGA内核架构(高达5.5M逻辑单元)以及其他先进的组件，从而提高了Stratix 10 FPGA和SoC的可扩展性和灵活性。单片内核架构避免了使用多个FPGA管芯来提高密度的竞争同构器件的连接问题。Altera的异构SiP集成技术是通过使用Intel的专用嵌入式多管芯互联桥接(EMIB)技术实现的，与基于中介层的方法相比，进一步提高了性能，降低了复杂度和成本，增强了信号完整性。
目前，Altera已经有一些数据中心、固网通信领域的客户通过升级至Stratix 10开始受益：原来需要5片Stratix V芯片的系统只需要1片Stratix 10来替代，并且功耗降低了63%。
关于Altera选择采用Intel封装技术的原因，其中非常重要的一点是Altera通过这项技术首次实现了在一个封装上“贴放”多个裸片，而每一个裸片都具备一个单片的完整结构。而每一个裸片都可实现灵活的替换，从而为客户实现定制及快速的扩展。
值得一提的是，Intel一种嵌入式多裸片互联桥接技术，与传统的基于中介层的方式相比，它的效率和可靠性都更高。
同时Patrick Dorsey透露说，Altera和Intel之间的这项合作是排他性的，这点与其他竞争对手十分不同。
Patrick Dorsey还强调，在Stratix 10的成功同样离不开ARM Cortex-A53处理器的功劳。
全面的安全功能
在高性能FPGA中，Stratix 10 FPGA和SoC将会具有业界最全面的安全功能。其核心是创新的安全设计管理器(SDM)，支持基于扇区的认证和加密、多因素认证和物理不可克隆功能(PUF，physically unclonable function)技术。Altera与Athena集团以及IntrinsicID合作，为Stratix 10 FPGA和SoC提供了世界级加密加速和PUF IP。Stratix 10 FPGA和SoC的多层安全和分区IP保护特性非常优异，这一级别的安全特性使得该器件成为军事、云安全和物联网基础设施应用的理想解决方案。
此外，Stratix 10 FPGA和SoC由Altera的系列Enpirion PowerSoC电源解决方案提供供电。Enpirion PowerSoC经过优化满足了严格的性能和功率要求，在最小的引脚布局中提高了效率。
针对系统的设计，Altera的Quartus II中的Spectra-Q新引擎经过设计发挥了HyperFlex体系结构的性能、功率和面积优势，同时还提高了Stratix 10 FPGA和SoC设计人员的效能，产品能够更迅速面市。Quartus II软件的新功能将编译时间缩短了8倍，提供通用、快速跟踪设计输入和置入式IP集成特性，支持OpenCL和其他高级设计流程，延续了Altera软件的领先优势。
目前，客户现在可以使用快速前向编译性能评估工具开始其Stratix 10设计。将于2015年秋天提供Stratix 10 FPGA和SoC工程样片。嵌入式软件开发人员可以采用Mentor Graphics提供的SoC虚拟平台来加速Stratix 10 SoC嵌入式软件的开发。
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