英特尔推出两个单片Agilex FPGA和SoC家族，第2部分:Sundance Mesa现在是Agilex 5 e系列- EEJournal

去年9月，我在EEJournal.com上发表了一篇文章，描述了两种新的Intel Agilex FPGA和SoC器件系列，即Agilex 5 d系列和去年Intel创新大会上推出的尚未命名的“Sundance Mesa”系列。(参见“英特尔介绍两个单片Agilex FPGA和SoC系列，第1部分)正如上一篇文章所讨论的，这两个新的FPGA/SoC家族具有许多共同的特征，首先是它们的单片结构。在第一篇文章之后，我希望在几天内再写一篇描述圣丹斯梅萨fpga的文章。然而，英特尔在9月份还没有准备好披露这样的信息。现在，它准备好了。1月10日，英特尔正式宣布Sundance Mesa是Intel Agilex 5 e系列。在过去的几个月里，改变的只是产品名称。Intel Agilex d系列已经成为Intel Agilex 5 d系列，Sundance Mesa是Intel Agilex 5 e系列。今天的文章将讨论这两个系列器件之间的区别，以便您在下一个FPGA设计项目中更好地在它们之间进行选择。

也许Agilex 5 d系列和e系列设备家族之间最大的区别是功耗和封装尺寸。Intel Agilex 5 e系列fpga和soc有两种风格:功耗优化和性能优化。Intel Agilex 5 d系列设备只有一种风格，类似于Agilex 5 e系列性能优化形式，因为它针对性能进行了优化。功率优化的Agilex 5 e系列设备和Agilex 5 d系列fpga和soc都是SmartVID设备，因此它们需要一个外部PMBus稳压器来使设备在最佳核心电压下运行，这是由工厂设置的功率/性能优化决定的。必须用专用PMBus调压器驱动这些设备的VCC和VCCP核心电压电源。作为交换，这些设备将在其工作温度范围内保持在此功率/性能设定值。

功率优化的Agilex 5 e系列fpga和soc需要0.75和0.8 V的固定核心电源电压。采用0.8 V核心电压时，器件性能较好，而采用0.75 V核心电压时，功耗较低。在较低的核心电压下，器件的性能会有所降低。英特尔解释说，这些经过功耗优化的设备比带有SmartVID风格的Agilex 5 e系列版本的静态功耗更低。对于这些设备，您可以使用简化的电源，如果不需要从家庭中获得最大速度，则可以降低系统级成本。

封装尺寸是Agilex 5d系列和e系列设备之间的另一个显著差异。d系列和e系列器件家族都可采用不幸的命名为“到处都是球”的封装设计，与标准球栅阵列(BGA)封装相比，其具有不同尺寸的焊盘和混合球间距，后者具有一致的焊球尺寸、焊盘和焊盘间距，如下所示。

英特尔Agilex 5 fpga和soc的标准球形网格与“球形Anywhere”封装。图片来源:英特尔

英特尔表示，这种“到处都是球”的封装使得设备包装更小，并减少了所需的电路板层数。Agilex 5 d系列fpga和soc仅提供“球在任何地方”的封装，而Agilex 5 e系列fpga和soc也可采用标准BGA封装，球距设置在0.5mm网格上。英特尔表示，这种BGA格式仍然允许小的封装，但比“到处都是球”的封装可能需要更多的I/O引脚，代价是可能需要更多的电路板层。如果电路板面积、整体电路板尺寸和电路板成本对你的设计至关重要，你可能会决定使用“到处都是球”的包。如果你需要更多的I/O引脚，那么你可能会喜欢传统的BGA封装。

Agilex 5 d系列和5 e系列设备之间更细微的差异体现在这些新系列中提供的设备中的逻辑元素和块sram的数量、每个设备支持的高速SerDes端口的数量、这些高速SerDes端口的速度、硬处理器系统(HPS)的时钟速率以及支持的DDR SDRAM类型。每个新设备系列都包含不同数量的片上资源，与Agilex 5 e系列设备相比，Agilex 5 d系列设备的片上SRAM特别多。

功耗优化的Agilex 5 e系列器件系列集成了50K至656K逻辑元件(LEs)和130至1611个M20K块sram。性能优化的Agilex 5 e系列器件包含138K至656K LEs和358至1611 M20K块sram。Agilex 5 d系列设备包含103 ~ 644个le和534 ~ 3204个M20K块sram。

Agilex 5 d系列和Agilex 5 e系列性能优化fpga和soc都包含支持28.1 Gbps NRZ数据速率的SerDes收发器。Agilex 5 e系列性能优化设备有多达24个这样的28.1 Gbps收发器，而Agilex 5 d系列设备有多达32个这样的收发器。Agilex 5 e系列功率优化设备将这些收发器降至17.16 Gbps的最大数据速率，并具有多达24个这样的收发器端口。

由于收发器速度和数量的差异，三个Intel Agilex 5系列在PCIe支持的数量上也有所不同。Agilex 5 d系列设备支持PCIe 4.0 x8操作，最多支持4个PCIe硬IP控制块。性能优化的Agilex 5 e系列设备具有更少的高速SerDes端口，因此可以支持多达6个硬PCIe IP控制器块的PCIe 4.0 x4操作。功耗优化的Agilex 5 e系列fpga和soc根本不支持PCIe 4.0。相反，这些设备支持PCIe 3.0 x4操作，有多达6个硬PCIe IP控制器块。如果特定的PCIe需求在您的项目需求列表中排名靠前，那么仅凭这些差异就可以明确您的选择。

同样，在Agilex 5 d系列和Agilex 5 e系列SoC系列的HPS块中，处理器的最大时钟速率也存在一些差异。对于Agilex 5 d系列和性能优化的Agilex 5 e系列soc, HPS中的双核Arm Cortex-A76处理器的最大时钟频率为1.8 GHz，双核Arm cortex-A55处理器的最大时钟频率为1.5 GHz。对于Power-Optimized Agilex 5 e系列soc, HPS中的双核Arm Cortex-A76处理器的最大时钟频率为1.6 GHz，双核Arm cortex-A55处理器的最大时钟频率为1.33 GHz。

实际上，在功耗优化的Agilex 5 e系列soc中，11%的差异不会产生很大的整体性能差异。毕竟，我们谈论的是fpga。当涉及到执行高速任务时，系统设计人员更有可能使用片上可编程逻辑来完成繁重的工作。然而，在某些应用程序中，更快的HPS时钟速率可能具有优势，因此要注意其中的差异。

所有新的Agilex 5 d系列和Agilex 5 e系列fpga和soc都包含集成的硬SDRAM控制器，但这些设备支持的SDRAM类型变化得有些复杂。Agilex 5 d系列设备支持:

DDR5-4000 (2000 MHz, 4000 MTransfers/秒)
LPDDR5 (2233 MHz, 4267 MTransfers/sec)
DDR4-3200 (1600 MHz, 3200 MTransfers/秒)
LPDDR4 (2133 MHz, 4267 MTransfers/sec)

功耗优化的Agilex 5 e系列设备支持:

LPDDR5 1200 MHz (2400 MTransfers/sec)
DDR4-2400 (1200 MHz, 2400 MTransfers/秒)
LPDDR4 (1333 MHz, 2666 MTransfers/秒)

性能优化的Agilex 5 e系列设备支持:

DDR5-3600 (1800 MHz, 3600 MTransfers/sec)
LPDDR5 (1867 MHz, 3733 MTransfers/秒)
DDR4-3200 (1600 MHz, 3200 MTransfers/秒)
LPDDR4 (1867 MHz, 3733 MTransfers/秒)

此外，Agilex 5 d系列和性能优化的Agilex 5 e系列设备集成了硬IP，支持MIPI D-PHY v2.5摄像机串行接口(CSI-2)和显示串行接口(DSI)协议，每车道3.5 Gbps。功耗优化的Agilex 5 e系列设备还集成了MIPI D-PHY v2.5 IP，但支持每通道2.5 Gbps的协议。

虽然英特尔不喜欢使用这些词，但Agilex 5 d系列和Agilex 5 e系列设备提升了该公司在中低端fpga领域的地位。当该公司进行比较时，它将Agilex 5 d系列设备与Stratix 10系列进行比较，后者是一个中端系列，因为最初的Agilex系列已经出现了几年。该公司将Agilex 5 e系列器件与10年前推出的28纳米器件Cyclone V家族进行了比较。到目前为止，这些Cyclone器件显然是低端的fpga和soc。

然而，规格说明表明，这两个新的Agilex系列绝不是低端的fpga和soc。凭借其继承的Agilex架构、对HPS的许多改进、新的Tensor块和其他片上资源、降低成本的单片结构以及更小的封装尺寸，这些新的Agilex 5设备系列提供了一些令人印象深刻的功能，肯定会受到基于fpga的设备开发人员的欢迎。与此同时，英特尔显然希望将成功的Agilex品牌延伸到产品线的更低端，推出了“功耗和成本优化”的紧凑型Agilex 3系列设备。然而，当谈到Agilex 3系列fpga时，英特尔仍然在用七层面纱的舞蹈来戏弄客户和潜在客户。我们还不能看细节。相反，英特尔表示细节“即将公布”。毫无疑问，该公司将在合适的时机公布这些细节。