賽靈思(Xilinx)是FPGA領(lǐng)域中的領(lǐng)軍企業(yè)之一，它的每一次大動(dòng)作都對(duì)整個(gè)FPGA行業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。近日，賽靈思再度發(fā)力，利用新型存儲(chǔ)器、3D-on-3D 和多處理SoC等創(chuàng)新技術(shù)，產(chǎn)品全線向16nm進(jìn)化。

整體再度進(jìn)化

賽靈思公司全球高級(jí)副總裁亞太區(qū)執(zhí)行總裁湯立人介紹說(shuō)：“從28nm時(shí)代開(kāi)始，賽靈思就利用技術(shù)優(yōu)勢(shì)在業(yè)界實(shí)現(xiàn)了多個(gè)第一。20nm時(shí)代，All Programmable UltraScale更是保持了領(lǐng)先態(tài)勢(shì)，在很多競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手還在20nm節(jié)點(diǎn)發(fā)力之時(shí)。賽靈思又開(kāi)始新一步進(jìn)化，在16nm節(jié)點(diǎn)推出了UltraScale+ 產(chǎn)品組合系列，繼續(xù)拉大了和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的差距。”

賽靈思本次發(fā)布UltraScale+ FPGA 系列包括Kintex UltraScale+ FPGA和Virtex UltraScale+ FPGA以及3D IC系列，其中Zynq UltraScale+系列還包含業(yè)界首款全可編程MPSoC。借助這些全新的產(chǎn)品組合，賽靈思能夠滿足各種下一代應(yīng)用需求，包括LTE Advanced、早期5G無(wú)線、Tb級(jí)有線通信、汽車(chē)駕駛員輔助系統(tǒng)，以及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IoT)應(yīng)用等。

湯立人表示：“16nm的UltraScale+ 產(chǎn)品組合系列系統(tǒng)級(jí)性能和上代產(chǎn)品相比，整體提升了2—5倍，同時(shí)系統(tǒng)集成度也大大提升，在保密性和安全性等層面也有相應(yīng)提高。賽靈思選用了臺(tái)積電的 16nm FinFET+ 技術(shù)，臺(tái)積公司預(yù)計(jì)于 2015 年推出 50 多款 16nmFF+ 流片。采用 FinFET，單就平面提升而言，UltraScale+ FPGA 系統(tǒng)的系統(tǒng)級(jí)性能功耗比就能提高 2 倍。”

技術(shù)全面提升

賽靈思此次推出的UltraScale+ 產(chǎn)品組合絕不僅僅是生產(chǎn)工藝方面的進(jìn)步，在存儲(chǔ)器、互連優(yōu)化、3D-on-3D 和多處理SoC等方面都有全面提升。

在過(guò)去存儲(chǔ)經(jīng)常成為FPGA和SoC系統(tǒng)性能和功耗的最大瓶頸，這次UltraScale+利用包含UltraRAM存儲(chǔ)器增強(qiáng)型可編程器件，容量高達(dá) 432Mb。UltraRAM 可提供最佳系統(tǒng)功耗、靈活性和可預(yù)見(jiàn)的性能，同時(shí)能取代外部存儲(chǔ)器，從而降低系統(tǒng)材料清單(BOM)總成本。采用 UltraRAM，不僅能讓典型設(shè)計(jì)的系統(tǒng)級(jí)性能功耗比提升至少 25%，而且還能大幅提升存儲(chǔ)器密集型設(shè)計(jì)的性能、顯著降低功耗及材料清單(BOM)成本。

針對(duì)互聯(lián)問(wèn)題，賽靈思還專(zhuān)門(mén)針對(duì) FPGA 開(kāi)發(fā)了一項(xiàng)基于工具的互聯(lián)優(yōu)化技術(shù) SmartConnect。這項(xiàng)技術(shù)能夠根據(jù)特定設(shè)計(jì)的吞吐量、時(shí)延和面積要求自動(dòng)優(yōu)化互聯(lián)，同時(shí)提供最佳性能功耗比，從而解決系統(tǒng)級(jí) IP互聯(lián)瓶頸。SmartConnect 還能智能連接不同接口類(lèi)型，根據(jù)特定應(yīng)用要求匹配合適的互聯(lián)方案。僅憑這項(xiàng)技術(shù)就能提升系統(tǒng)級(jí)性能功耗比和縮減面積 20% 到 30%。

3D-on-3D技術(shù)則是高端UltraScale+系列集合了3D晶體管和賽靈思第三代3D IC的組合功耗優(yōu)勢(shì)。正如FinFET相比平面晶體管實(shí)現(xiàn)性能功耗比非線性提升一樣，3D IC相比單個(gè)器件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成度和單位功耗帶寬的非線性提升。

全新Zynq UltraScale MPSoC通過(guò)部署上述所有FPGA技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了異構(gòu)多處理能力，從而能夠?qū)崿F(xiàn)“為合適任務(wù)提供合適引擎”。這些新器件相對(duì)此前解決方案可將系統(tǒng)級(jí)性能功耗比提升約5倍。位于處理子系統(tǒng)中心的是64位四核ARM Cortex®-A53處理器，能實(shí)現(xiàn)硬件虛擬化和非對(duì)稱(chēng)處理，并全面支持ARM TrustZone。

湯立人表示：“針對(duì)戰(zhàn)略客戶(hù)，賽靈思已經(jīng)為他們提供了UltraScale+設(shè)計(jì)工具。針對(duì)早期進(jìn)入客戶(hù)則在2015年第二季度提供。針對(duì)芯片本身，首款流片會(huì)在 2015年第二季度，首次發(fā)貨則是2015年第四季度”