■王艷新

Xilinx憑借新型存儲器、3D-on-3D和多處理SoC技術(shù)在16nm繼續(xù)。。領(lǐng)先

■王艷新

All Programmable技術(shù)和器件的全球領(lǐng)先企業(yè)賽靈思公司近日宣布，其16nm UltraScale+系列FPGA、3DIC和MPSoC憑借新型存儲器、3D-on-3D和多處理SoC（MPSoC）技術(shù)，再次實現(xiàn)了領(lǐng)先一代的價值優(yōu)勢。為實現(xiàn)更高的性能和集成度，UltraScale+系列還采用了全新的互聯(lián)優(yōu)化技術(shù)——SmartConnect。這些新的器件進(jìn)一步擴展了賽靈思的UltraScale產(chǎn)品系列（現(xiàn)從20nm跨越至16nm FPGA、SoC和3D IC器件），同時利用臺積公司的16FF+FinFET 3D晶體管技術(shù)大幅提升了性能功耗比。通過系統(tǒng)級的優(yōu)化，UltraScale+提供的價值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了傳統(tǒng)工藝節(jié)點移植所帶來的價值，系統(tǒng)級性能功耗比相比28nm器件提升了2至5倍，還實現(xiàn)了。。領(lǐng)先的系統(tǒng)集成度和智能化，以及最高級別的安全性。

新擴展的賽靈思UltraScale+FPGA系列包括賽靈思市場領(lǐng)先的KintexUltraScale+FPGA和VirtexUltraScale+ FPGA以及3D IC系列，而Zynq UltraScale+系列則包含業(yè)界首款全可編程MPSoC。憑借這些新的產(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無線、Tb級有線通信、汽車駕駛員輔助系統(tǒng)，以及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IoT)應(yīng)用等。

存儲器增強型可編程器件：通過對SRAM集成的支持，UltraRAM解決了影響FPGA和SoC系統(tǒng)性能和功耗的最大瓶頸之一。利用這項新技術(shù)能創(chuàng)建用于多種不同應(yīng)用場景的片上存儲器，包括深度數(shù)據(jù)包和視頻緩沖，實現(xiàn)可預(yù)見的時延和性能。設(shè)計人員通過緊密集成大量嵌入式存儲器與相關(guān)處理引擎，不僅能實現(xiàn)更高的系統(tǒng)性能功耗比，并可降低材料清單（BOM）成本。UltraRAM提供多種配置，容量最大可擴展至432 Mb。

SmartConnect技術(shù)：SmartConnect是一種新的創(chuàng)新型FPGA互聯(lián)優(yōu)化技術(shù)，通過智能系統(tǒng)級互聯(lián)優(yōu)化，可額外提供20%到30%的性能、面積和功耗優(yōu)勢。而UltraScale架構(gòu)通過重新架構(gòu)布線、時鐘和邏輯結(jié)構(gòu)能夠解決芯片級的互聯(lián)瓶頸，SmartConnect則通過應(yīng)用互聯(lián)拓?fù)鋬?yōu)化滿足特定設(shè)計的吞吐量和時延要求，同時縮小互聯(lián)邏輯面積。

業(yè)界首項3D-on-3D技術(shù)：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。正如FinFET相比平面晶體管實現(xiàn)性能功耗比非線性提升一樣，3D IC相比單個器件實現(xiàn)系統(tǒng)集成度和單位功耗帶寬的非線性提升。

異構(gòu)多處理技術(shù)：全新Zynq UltraScale MPSoC通過部署上述所有FPGA技術(shù)，實現(xiàn)了前所未有的異構(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”。這些新器件相對此前解決方案可將系統(tǒng)級性能功耗比提升約5倍。位于處理子系統(tǒng)中心的是64位四核ARM Cortex-A53處理器，能實現(xiàn)硬件虛擬化和非對稱處理，并全面支持ARM TrustZone。

處理子系統(tǒng)還包括支持確定性操作（deterministic operation）的雙核ARM Cortex-R5實時處理器，從而可確保實時響應(yīng)、高吞吐量和低時延，實現(xiàn)最高級別的安全性和可靠性。單獨的安全單元可實現(xiàn)軍事級的安全解決方案，諸如安全啟動、密鑰與庫管理和防破壞功能等，這些都是設(shè)備間通信以及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)需求。

為實現(xiàn)完整的圖形加速和視頻壓縮/解壓縮功能，這一新的器件集成了ARM Mali-400MP專用圖形處理器和H. 265視頻編解碼器單元，同時還支持Displayport、MIPI和HDMI。最后，該新器件還添加了專用平臺和電源管理單元（PMU），其可支持系統(tǒng)監(jiān)控、系統(tǒng)管理以及每個處理引擎的動態(tài)電源門控。

賽靈思可編程產(chǎn)品部執(zhí)行副總裁兼總經(jīng)理Victor Peng表示：“面向各種下一代應(yīng)用，賽靈思的16nm FinFET FPGA和MPSoC可以提供領(lǐng)先一代的價值優(yōu)勢。我們?nèi)碌腢ltraScale+16nm產(chǎn)品組合提供了高出2至5倍的系統(tǒng)性能功耗比，實現(xiàn)了系統(tǒng)集成和智能化的巨大飛躍，以及客戶所需要的最高級別的保密性和安全性。這些功能顯著地擴大了賽靈思的現(xiàn)有市場。”

臺積公司（TSMC）業(yè)務(wù)開發(fā)副總經(jīng)理金平中博士表示“臺積公司（TSMC）與賽靈思公司持續(xù)不斷的通力協(xié)作成就了世界級的16nm FinFET產(chǎn)品系列，我們雙方共同明確地展示了擁有最低功耗和最高系統(tǒng)價值的業(yè)界領(lǐng)先芯片性能。