Stratix® IV FPGA使用自适应逻辑模块(ALM)来实现逻辑功能，由于利用了ALM的分段式功能，因此，其效率非常高。与Virtex-5器件的LUT-FF对相比，ALM分段式功能使 Stratix IV FPGA具有以下优势：
- 比 Virtex-5 逻辑容量高 1.8 倍。对 65 个客户设计的 基准测试结果 表明，总体上，Stratix IV ALM相当于(能够容纳同样多的)1.8倍的Virtex-5器件6-LUT。这样，客户可以在更小、更便宜的器件中封装更多的逻辑，从而降低了成本。
- 平均比Virtex-5器件 性能高出35％，使得Stratix IV FPGA成为有史以来最快的40-nm FPGA。
- 随着设计规模的提高，性能、逻辑利用率和编译时间优势更加明显。在OpenCore 设计上验证了Stratix III FPGA的这些优势，Stratix IV FPGA 继续发扬了这些优势 。
图 1 和图 2 所示分别为 Stratix IV (ALM) FPGA 和 Virtex-5 (LUT-FF对) 器件的基本构建模块。表 1 列出了逻辑结构的特性对比。
图 1. Stratix IV FPGA ALM
图2. Virtex-5 LUT-FF对
| 表1.Stratix IV ALM和Virtex-5 LUT-FF对特性比较 | ||
| 特性 | ALM | LUT-FF对 |
|---|---|---|
LUT 输入数量 |
8 |
6 |
分段式 LUT |
是 |
否 |
每个 LUT 的寄存器数量 |
2 |
1 |
专用全加器 |
2 |
0 |
在逻辑实现上， ALM 可以采用 7 输入部分功能、全 6 输入逻辑功能，以及由容量更小的 LUT 构成的两个独立功能，例如两个独立的 4 输入 LUT 。 ALM 需要非常少的共享输入，如表 2 所示，浪费最少的逻辑，提供最多的可用逻辑，实现最佳性能。
表 2 列出了几种功能组合，对比了 Stratix IV FPGA 和 Virtex-5 器件的共享输入数量。
| 表2. Stratix IV ALM 和 Virtex-5 LUT-FF 对的灵活性对比 | |||
| 输出1 | 输出2 | Stratix IV ALM共享输入的数量(最少) | Virtex-5 LUT共享输入的数量(最少) |
|---|---|---|---|
| 5-LUT | 5-LUT | 2 | 5 |
| 5-LUT | 4-LUT | 1 | 4 |
| 5-LUT | 3-LUT | 0 | 3 |
| 4-LUT | 4-LUT | 0 | 3 |
| 4-LUT | 3-LUT | 0 | 2 |
| 3-LUT | 3-LUT | 0 | 1 |
例如，实现一个 5 输入和一个 3 输入功能， ALM 采用了两个不需要共享输入的独立功能，而 LUT-FF 对则必须共享输入，或者没有共享输入时，必须采用两个 6-LUT ，导致了逻辑浪费。
图 3. Stratix IV ALM 和 Virtex-5 LUT-FF 对实现的 5 输入和 3 输入功能
由于采用了效率很高的分段式功能， Stratix IV ALM 性能平均要比 Virtex-5 LUT-FF 对高 1.8 倍，在某些设计中甚至高出 2.3 倍。 65 个客户设计的基准测试分析证明了这一点。如图 4 所示，“1”处的水平黑线表明在这一点， Virtex-5 (LUT-FF对) 和 Stratix IV (ALM) 的逻辑单元数量相等。
图 4. 逻辑效率对比
