“FPGA厂商追逐更先进生产工艺技术的热情绝不亚于内存和CPU制造商。继Altera公司发布其20nm产品策略之后不久,Xilinx公司也迫不及待地向业界公布了其20nm的产品发展战略。
”FPGA厂商追逐更先进生产工艺技术的热情绝不亚于内存和CPU制造商。继Altera公司发布其20nm产品策略之后不久,Xilinx公司也迫不及待地向业界公布了其20nm的产品发展战略。
Xilinx的20nm产品系列将包括下一代8系列All Programmable FPGA、第二代3D IC和SoC。20nm产品系列建立在Xilinx的28nm技术突破之上,在系统性能、功耗和可编程系统集成方面表现出色,通过与赛灵思Vivado设计套件针对最高生产力和结果质量的协同优化,20nm产品系列将能够满足广泛的下一代各种系统的要求,为行业提供更强大的ASIC和ASSP可编程替代方案。
28nm的坚实基础
谈20nm产品系列之前必须重申Xilinx的28nm产品系列的创新和突破。在28nm这个技术节点上,Xilinx为业界带来了许多技术上的突破和创新,这相比以往是全新的改变而不仅仅是将现有FPGA架构迁移到新的技术节点上。
首先,Xilinx的28nm 产品系列全部采用了统一的HPL高性能低功耗生产工艺,确保了性能与功耗的良好平衡,保证了各产品平台的统一性和可扩展性及软件的通用性。其次,Xilinx将多个CPU核与FPGA集成到一个芯片上,推出ZYNQ系列SoC,充分利用CPU的强大处理能力和FPGA的灵活性,这也成为业界发展的主要趋势。
此外,Xilinx在28nm节点还推出了独具创新性的3D封装IC,将4片FPGA并列封装在一个封装内,打破了业内IC晶体管数量的新记录和FPGA逻辑单元数量的新记录。
最后,非常重要的是,Xilinx历经数载潜心研发的新的开发软件Vivado也在28nm节点处向业界推出,这一全新的设计软件专为Xilinx在28nm推出的创新产品架构如3D封装IC和SoC而设计,可大大提高FPGA产品的设计效率、节省FPGA硬件空间,可谓是28nmFPGA产品的绝佳拍档。可以说,在28nm,Xilinx带领FPGA产业进入一个新的发展时代。
而20nm产品是对Xilinx 28nm产品架构的继承和创新。在20nm系列开发上,赛灵思与几百家实际客户共同调整优化的真正的SoC和3D IC产品;开发新的生态系统、供应链和提升质量和可靠度的各种工艺流程技术;并将这些器件与其下一代Vivado设计工具“协同优化”;重新定义高性能收发器在系统中的设计优化方法等。这些优势让赛灵思能够将20nm工艺的附加价值更有效地引入到28nm工艺所开创的并经验证的每项技术中。
20nm FPGA
赛灵思20nm8系列All Programmable FPGA相对于当代产品而言把性能又提高了2倍,功耗又降低了一半,集成度提高了1.5-2倍。这些器件可用于Nx10G/40G有线网络、LTE A无线网络的无线L1基带协处理,以及下一代系统加速与连接功能等高增长应用。新一代All Programmable FPGA在如下方面进行了重大提升:
• 架构的提升可将资源利用率提高到90%以上,而针对布线能力进行精心优化的算法则可将设计收敛加快4倍。
• 针对系统优化的高速收发器具有无与伦比的第二代自适应均衡、低抖动特性,而且功耗最低。
• 存储带宽提高两倍,而且大幅提升了数字信号处理和内置存储器的性能。
20nm 3D IC
赛灵思第二代3D IC将提供同构和异构两种配置,可用于Nx100G/400G智能网络、机架顶部数据中心交换器和集成度最高的ASIC原型设计等高增长应用。第二代All Programmable 3D IC在如下方面进行了重大提升:
• 二级3D互联,提供业界标准接口,芯片间带宽提高5倍。
• 逻辑容量扩大1.5-2倍,收发器带宽提高4倍,广泛集成的内存与Interlaken连接功能、流量管理和数据包处理IP完美结合在一起。
• 协同优化设计工具,并通过增强型高度可扩展的算法、芯片内与芯片间路由功能以及自动设计收敛将集成度提高两倍。
20nmSoC
赛灵思20nmAll Programmable SoC将异构处理内核和FPGA架构集成在一起,可加速关键处理功能。该器件可用于汽车、工业、科学、医疗等应用的异构无线网络射频、基带加速与回程、数据中心安全设备和嵌入式视觉等高增长应用。第二代All Programmable SoC在如下方面进行了重大提升:
• 增加处理系统和FPGA架构间的带宽,以加速关键处理功能。
• 提供新一代I/O、收发器和DDR内存接口功能。
• 提供新一代模块级功耗优化,以及先进的SoC级电源管理。
• 在近期ARM TechCon 2012大会上宣布的重大提升的基础上进一步增强下一代的安全性。
与Vivado协同优化
与赛灵思突破性7系列28nm产品系列一同推出的Vivado设计套件,现针对20nm产品系列进行了进一步协同优化,这样设计人员能够:
• 将LUT利用率提升20%,性能提升3个速度等级,功耗降低35%。
• 通过更快的分层规划、分析布局布线引擎以及快速增量式工程变更通知单(ECO)支持,将设计生产力提升4倍。
• 配合C设计流程使用时,验证运行时间缩短至原来的1/100以下,而且利用Vivado的IP集成器和封装器实现IP重用可将集成速度加快4至5倍。
可以断定,赛灵思20nm产品系列将为未来更高端、更智能化、集成度更高的应用市场推波助澜。
图1 28nm节点的创新推动FPGA进入新的发展时代
图2 赛灵思下一代产品:继承与创新
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