走在工藝領(lǐng)先前列的FPGA有些“獨(dú)孤求敗”的感覺：集成度的大幅躍升，功能模塊如DSP、收發(fā)器的更上臺(tái)階，通過集成ARM核來拓展未曾染指的嵌入式市場，加快替代ASIC/ASSP之勢不減，似乎已經(jīng)“笑傲江湖”。但此FPGA終究非彼FPGA，仍存在難以逾越的“關(guān)卡”如功耗、器件利用率等。如今，賽靈思(Xilinx)宣布在20nm工藝節(jié)點(diǎn)發(fā)布第一個(gè)ASIC級(jí)可編程架構(gòu)UltraScale，以前FPGA對(duì)ASIC的侵襲之勢不減，這次為何“化干戈為玉帛”走向融合?
ASIC級(jí)勢在必行
大量總線布置以及系統(tǒng)功耗管理方面的挑戰(zhàn)與日俱增，要從根本上提高通信、時(shí)鐘、關(guān)鍵路徑以及互聯(lián)性能。
隨著需要極高數(shù)據(jù)速率的400G OTN、LTE/LTE-A、4K2K和8K視頻處理以及數(shù)字陣列雷達(dá)等新生代系統(tǒng)的不斷涌現(xiàn)，F(xiàn)PGA中大量總線布置以及系統(tǒng)功耗管理方面的挑戰(zhàn)與日俱增，單靠FPGA的傳統(tǒng)“做法”已然心力不逮。
賽靈思全球高級(jí)副總裁湯立人對(duì)《中國電子報(bào)》記者介紹說，解決上述挑戰(zhàn)并非僅是改善單個(gè)器件性能或增加模塊數(shù)量這么簡單，而是要從根本上提高通信、時(shí)鐘、關(guān)鍵路徑以及互聯(lián)性能，才可滿足高性能應(yīng)用如海量數(shù)據(jù)流和智能數(shù)據(jù)包、DSP和圖像處理等方面的要求，這需要架構(gòu)和工藝的雙重創(chuàng)新來應(yīng)對(duì)。而借助ASIC源于“他山之石可以攻玉”的想法，賽靈思最新開發(fā)的UltraScale架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了在完全可編程架構(gòu)中應(yīng)用尖端的ASIC技術(shù)，從而讓產(chǎn)品在功耗等性能方面拉近和ASIC產(chǎn)品的距離，而這是此前FPGA產(chǎn)品進(jìn)入原有ASIC市場的最大障礙。
借助于臺(tái)積電的20nm工藝，也讓賽靈思的FPGA架構(gòu)創(chuàng)新有了“立錐之地”。湯立人提到，最新開發(fā)的UltraScale架構(gòu)能從20nm平面FET結(jié)構(gòu)擴(kuò)展至16nm鰭式FET晶體管技術(shù)甚至更高的技術(shù)，同時(shí)還能從單芯片擴(kuò)展到3D IC?！爱?dāng)客戶采用UltraScale架構(gòu)的FPGA，并通過Vivado設(shè)計(jì)套件進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化后，其產(chǎn)品將比對(duì)手提前一年實(shí)現(xiàn)1.5倍至2倍的系統(tǒng)級(jí)性能和可編程集成，將進(jìn)一步加快替代ASIC/ASSP。” 湯立人指出。
基于UltraScale架構(gòu)的產(chǎn)品首先推出的是Artix和Virtex系列，與之配合的Vivado設(shè)計(jì)套件早期試用版也已推出，同時(shí)UltraScale架構(gòu)也將用于下一代的Zynq系列并將擴(kuò)展到16nm工藝的產(chǎn)品。
