架構創新持續提升FPGA的性能與功耗水準

　　編者按：近日，All Programmable FPGA、SoC 和 3D IC 的領先企業賽靈思公司(Xilinx)宣布，延續 28nm工藝創新，投片可編程邏輯器件(PLD)行業首款20nm All Programmable器件;發布行業第一個ASIC級可編程架構UltraScale。這些發布的背景和意義是什么?

　　先進工藝還需配合好架構

　　問：為什么20nm時會出現UltraScale架構呢?

　　湯立人：工藝非常重要，但也不是全部。如果要達到一定的性能和功耗，還需要架構創新。如果僅僅提升制程工藝，其他不變的話，就達不到較高的性能和功耗水準。　　

 

　　問：UltraScale為什么稱為ASIC級?會帶來哪些優勢?

　　湯立人：可編程在功耗和性能方面是有代價的。ASIC雖然是不可編程的，但許多地方可以直接連接，效率提高。因此，就像解決交通堵塞問題一樣，過去，有限的道路導致主線堵塞，現在通過高速路實現智能交通流。UltraScale架構不僅可以解決系統總吞吐量擴展和時延方面的局限性，而且還能直接突破高級節點上的頭號系統性能瓶頸——互連問題。UltraScale在布線、類似ASIC的時鐘分布、增加CLB邏輯、控制集功能以及關鍵路徑優化方面具有明顯的優勢。

　　不僅如此，UltraScale架構在完全可編程架構中應用了尖端的ASIC技術，能從20nm平面FET擴展至未來的16nm 鰭式FET甚至更先進的技術，并可從單芯片電路擴展為3D IC。

　　滿足高帶寬應用

　　問：UltraScale架構的目標應用是什么?

　　湯立人：基于UltraScale架構的FPGA將支持新一代智能系統，滿足其新的高性能架構要求，這些應用包括：帶智能包處理和流量管理功能的400G OTN;帶智能波束形成功能的4X4混合模式LTE和WCDMA無線電;帶智能圖像增強與識別功能的4K2K和8K顯示屏;用于智能監視與偵查(ISR)的最高性能系統;數據中心使用的高性能計算應用等。