家电维修网

 找回密码
 注册

QQ登录

只需一步,快速开始

家电维修网 网站首页 电子技术 查看内容

硝烟再起!全球超大容量FPGA又创新高

2019-11-14 10:09| 发布者: 好人| 查看: 29| 评论: 0

摘要: 全球最大容量FPGA记录被再度刷新。早前,已有一些客户陆续收到Intel一款号称全球容量最大的FPGA样片。近日,Intel正式宣布这款Stratix 10 GX 10M FPGA已量产,它拥有1020 万个逻辑单元,433亿颗晶体管,采用14nm制程 ...

全球最大容量FPGA记录被再度刷新。

早前,已有一些客户陆续收到Intel一款号称全球容量最大FPGA样片。近日,Intel正式宣布这款Stratix 10 GX 10M FPGA已量产,它拥有1020 万个逻辑单元,433亿颗晶体管,采用14nm制程,是目前已发布的全球密度最高的FPGA产品,是上一代Stratix 10 GX 1SG280 FPGA 密度的 3.7 倍,实现I/O 2倍扩展,功耗降低40%。



这一产品的推出,打破了Xilinx全球三代最大容量FPGA的保持纪录,其最新一代大容量FPGA是今年夏天推出的Virtex UltraScale+ VU19P,采用16nm工艺,基于Arm架构,拥有350亿颗晶体管。



谁在推动FPGA容量不断攀高?




FPGA(Field-Programmable Gate Array)现场可编程门阵列,由于其硬件并行加速能力和可编程特性,在传统通信领域和IC设计领域很受欢迎。特别是伴随着全球通信市场的发展壮大,FPGA以“万金油”的优势迅速找到了用武之地,成为数字系统中的通用组件。

FPGA潜力之巨大、前景之诱人,使得当时不乏IBM、摩托罗拉、飞利浦这些行业巨头前仆后继去尝试,但由于其开发门槛太高,没有坚实的技术积累和长时间的投入,很难形成有竞争力的产品。最终仅以美国硅谷四家公司Xilinx、AlteraLatticeMicrosemi为代表,牢牢占领着主要份额,并铸就了高耸的专利围墙。2015年6月,Intel以167亿美元收购全球第二大FPGA厂商Altera,才算正式进入这一市场,这也创下了Intel有史以来最贵的一笔收购。

伴随5GAI等发展,FPGA在推动创新方面的优势越来越显著,主要体现在三方面:它可以作为先进的多功能加速器;凭借其灵活性能够打造出高度差异化的产品;其硬件可编程性能够满足不断变化的市场要求和标准。

而除此之外,FPGA在另一个领域的需求也水涨船高。

一颗芯片从设计到量产,流片环节占据大额支出。芯片完全设计出来后,需要按照图纸在晶圆上进行蚀刻,采用什么样的制程工艺、多大尺寸的晶圆,以及芯片的复杂程度,都会影响这颗芯片的流片成功率。许多芯片往往需要进行多次流片才能获得较为理想的效果,这些失败流片构成了一大笔费用支出。此外,当芯片制造完成后,如果需要修复硬件设计缺陷,通常需要昂贵的重新设计的费用以及额外的时间支出。特别是当设备制造出来并交付给终端客户的情况下,解决这些问题的成本会更高,甚至远远超出金钱本身的估量。

正因为以上问题带来如此之高的风险,流片前的仿真和原型设计系统越来越普及,因为在风险如此之高的情况下,没有哪个设计团队敢于忽视这项谨慎又必要的验证性投资。它能够帮助半导体厂商在芯片制造前发现问题,避免代价高昂的软硬件设计缺陷,带来数百万美元的费用节省。

由于ASIC 仿真和原型设计系统可以帮助设计团队大幅降低设计风险。包括Intel在内的很多大型半导体公司都开发了自定义原型设计和仿真系统,并在流片前使用该系统来验证自身大规模、高复杂度、高风险的 ASSP 和 SoC 设计。

ASIC 仿真和原型设计系统支持很多与 IC 和系统开发相关的工作,包括:


  • 使用真实硬件的算法开发

  • 芯片制造前的早期 SoC 软件开发

  • RTOS 验证

  • 针对硬件和软件的极端条件测试

  • 连续设计迭代的回归测试


那么,超大容量FPGA又能满足哪些应用需求?

随着半导体制造技术不断的前进、相应的设计规模以及复杂度在飞速增长,使得传统的软件仿真已不可能完全解决功能验证的问题。而且一些需要处理大量实时数据的应用(如视频)也越来越多,因此要求能够在接近实时的条件下进行功能验证。FPGA在实现高效的仿真和功能验证方面,被寄予厚望。

ASIC原型设计和仿真市场迫切需要容量更大的FPGA。目前,市场上已经有数家供应商提供商用现成 (COTS) ASIC原型设计和仿真系统,对于这些供应商而言,如果能够将更大容量的FPGA 用于其 ASIC 仿真和原型设计系统中,就意味着他们能够在尽可能少的 FPGA 设备中纳入大型 ASIC、ASSP 和 SoC 设计。据了解,使用Intel最新的Stratix 10 GX 10M FPGA,能够用于耗用亿级 ASIC 门的数字 IC 设计。

如下是该产品在ASIC原型设计、仿真,满足具体的需求方面,与上一代产品相比带来的性能提升:



超大容量FPGA是如何实现的?




Intel最新发布的这款元件密度极高的Stratix 10 GX 10M FPGA,是基于现有的Stratix 10 FPGA 架构以及先进的嵌入式多芯片互连桥接 (EMIB) 技术。正是通过EMIB 技术,才融合了两个高密度Stratix 10 GX FPGA 核心逻辑晶片(每个晶片容量为 510 万个逻辑单元)以及相应的 I/O 单元,这也是第一款使用 EMIB 技术将两个 FPGA构造晶片在逻辑和电气上实现整合的Intel的FPGA。数万个连接通过多颗 EMIB 将两个 FPGA 构造晶片进行连接,从而在两个单片 FPGA 构造晶片之间形成高带宽连接。



可以说,Intel推出这款世界上最大型的FPGA不仅仅是产品级的超越和创新,更是综合实力的体现。

Intel网络与自定义逻辑事业部副总裁兼 FPGA电源产品营销总经理Patrick Dorsey在采访中表示,独有的封装技术,以及能够整合不同半导体晶片的能力,包括 FPGA、ASIC、eASIC 结构化 ASIC、I/O 单元、3D 堆叠内存单元和光子器件等。Intel具备将不同类型的设备整合到封装系统 (SiP) 中的能力,能够满足特定的客户需求,这些先进技术彼此结合,构成了Intel独特、创新且极具战略性的优势。



此前,Intel已经通过使用EMIB 技术将 I/O 和内存单元连接到 FPGA 构造晶片,从而实现了Stratix 10 FPGA 家族的规模和种类不断扩张。例如:Stratix 10 MX 集成了 8 GB 或 16 GB的 EMIB 相连的 3D 堆叠 HBM2 SRAM 单元,最近发布的Stratix 10 DX FPGA 则集成了 EMIB 相连的 P tile,具备 PCIe 4.0 兼容能力。

Stratix 10 GX 10M 的目标受众主要是ASIC 仿真和原型设计的客户,赋能下一代5G、AI、网络ASIC验证。Patrick Dorsey强调,由于在AI和5G领域很多中国企业已经冲在前面,因此这款新品对于中国市场而言非常重要。


12下一页

最新评论

QQ|门户地图|网站地图|手机版|家电维修技术论坛 ( 京ICP备11022408号) 

GMT+8, 2019-11-21 04:05

Powered by Discuz!X3.4

© 2001-2020 Comsenz Inc.

返回顶部

      <kbd id='IQ2QSp5tQ'></kbd><address id='IQ2QSp5tQ'><style id='IQ2QSp5tQ'></style></address><button id='IQ2QSp5tQ'></button>

              <kbd id='IQ2QSp5tQ'></kbd><address id='IQ2QSp5tQ'><style id='IQ2QSp5tQ'></style></address><button id='IQ2QSp5tQ'></button>