赛灵思基于ASIC级新架构UltraScale的20nm器件开始投片!
0赞在28nm工艺节点,赛灵思可谓是风光无限。赛灵思与老对手Altera合作了二十年之久的台积电,合作开发出了HPL(高性能低功耗)工艺技术,率先推出了 业界首款商用All Programmable 3D IC与SoC。28nm器件已被数百家用户的终端应用所采用。
在FPGA领域,赛灵思和Altera一直是各领风骚一代产品。在65nm,赛灵思号称完胜;40nm由Altera领跑;28nm,赛灵思出尽了风头。
下一代产品,赛灵思和Altera不仅仅是在TSMC的20nm工艺节点较量,还加入了Intel的14nm三极晶体管技术与TSMC的16nm FinFast工艺技术的竞争。
近几月,Altera可谓动作频繁,先是与Intel签署排他性代工协议,后又收购电源厂商Enpirion(http://blog.chinaaet.com/detail/32967.html)。
赛灵思如何应对?引起业内猜想无数。
赛灵思全球高级副总裁、亚太区执行总裁汤立人(Vincent Tong)
赛灵思的宏伟计划
7月初,赛灵思公司全球高级副总裁、亚太区执行总裁汤立人(Vincent Tong)宣布赛灵思率先投片基于ASIC级新架构UltraScale的20nm FPGA器件,继续领先对手一代。
Vincent告诉记者,在28nm器件中,赛灵思占了60%~65%的市场份额;赛灵思的通信客户中,40%的客户本意用ASIC设计产品,最后都转向采用赛灵思的FPGA。
这极大增强了赛灵思的信心。赛灵思意欲借助“ASIC级的可编程架构UltraScale”架构,在产品性能和功耗方面达到ASIC级别,不仅继续领先对手一代,更借此进入更为广阔的ASIC/ASSP市场。
图说赛灵思UltraScale架构
新一代高性能应用如OTN、无线通信、数字视频、雷达等对海量数据流和智能数据包、DSP或图像处理等提出了更高要求。赛灵思认为其下一代产品不能简单地将传统FPGA移植到新的工艺节点上,改善每个晶体管或系统模块的性能,或者增加系统模块数量,而是要从根本上提高通信、时钟、关键路径以及互连性能。为此,赛灵思在其20nm产品线中提出了一种创新型架构—— ASIC级可编程架构UltraScale,以管理数百Gbps的系统性能,以实现全线速下的智能处理能力,并扩展至Tb级性能和每秒10亿次浮点运算水平。
赛灵思UltraScale架构:行业第一个ASIC级可编程架构,可从20nm平面晶体管结构(planar)工艺向16nm乃至FinFET晶体管技术扩展,从单芯片(monolithic)到3D IC扩展。它不仅能解决整体系统吞吐量扩展限制的问题和时延问题,还能直接应对先进节点芯片性能方面的最大瓶颈问题,即互联问题。
目前,采用UltraScale架构的首款20nm器件已投片。
赛灵思在20 nm产品中从FPGA内部进行创新,在全面可编程的架构中采用尖端ASIC技术,从布线、时钟、关键路径、电源等方面解决如下挑战:
- 针对海量数据流而优化的宽总线支持多兆位(multi-terabit)吞吐量
- 多区域类似ASIC的时钟、电源管理和下一代安全性
- 高度优化的关键路径和内置的高速存储器串联,消除DSP和包处理的瓶颈
- 二代3D IC系统集成芯片间带宽的步进功能
- 高I/O和存储器带宽,提供动态时延缩短和3D IC宽存储器优化接口
- Vivado工具消除布线拥堵和协同优化,器件利用率超过90%,且不会影响性能
赛灵思下一代产品路线图
赛灵思下一代产品路线图如下,主要用于通信、医疗超声、航天等领域,具体包括:
- 带智能包处理和流量管理功能的400G OTN
- 带智能波束形成功能的4X4混合模式LTE和WCDMA无线电
- 带智能图像增强与识别功能的4K2K和8K显示屏
- 用于智能监视与侦查(ISR)的最高性能系统
- 数据中心使用的高性能计算应用
赛灵思Artix®-7、Kintex-7和Virtex-7 FPGA系列的命名会保持不变。对于20nm和16nm工艺,相应的器件命名方式为Kintex UltraScale和Virtex UltraScale。
据悉,赛灵思和台积电合作成立了一个专门的项目组,计划将于2013年晚些时候提供16nm FinFET测试芯片,并在2014年推出首批产品。
迄今为止,两个FPGA大佬下一代产品的路线图都已经发布,情况如下图。空说无凭,谁先推出稳定可靠的产品才是制胜的关键。
赛灵思和Altera的下一代产品路线图比较
Xilinx |
采用的工艺技术 |
Altera |
采用的工艺技术 |
|
高端 |
Virtex UltraScale(两种产品) |
TSMC 20nm SoC |
Stratix 10 |
Intel 14nm FET |
TSMC 16nm FinFast |
||||
中端 |
Kintex UltraScale |
TSMC 20nm SoC |
Arria 10 |
TSMC 20nm SoC |
CPU+FPGA |
ZYNQUltraScale (ARM+FPGA) |
TSMC 20nm SoC |
Arria 10 SoC(ARM+FPGA) |
TSMC 20nm SoC |
Stratix 10 SoC (Intel?+FPGA) |
Intel 14nm FET |