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首款嵌入式eFPGA诞生 明年FPGA芯片驶入快车道

2016-10-18 11:53:38 来源:|3 作者:陈英韬 点击:2241

随着大数据时代的来临,现场可编程门阵列(FPGA)技术不断呈现增长势头,根据资料显示,目前全球FPGA芯片市场规模约50亿美元,Intel 预计2020年将有1/3 的云数据中心节点采用FPGA 技术,为此,Intel去年斥167亿美元收购FPGA的大厂Altera。此后IBM也牵头成立了第二代分布式计算联盟,联盟中包括FPGA的巨头赛灵思(Xilinx),并发布了CAPI+FPGA的方案。

FPGA技术利用硬件并行的优势,打破了顺序执行的模式,在每个时钟周期内完成更多的处理任务,超越了数字信号处理器(DSP)的运算能力。也因此FPGA技术在短短时间内就发展迅速,已从最初的通信领域向各行各业扩展,未来甚至极有可能会取代DSP。

全球首款嵌入式eFPGA诞生

FPGA孕育着巨大的潜力和商机,10月11日,Achronix Semiconductor全球同步推出可集成至系统级芯片中的Speedcore嵌入式FPGA知识产权产品。

Achronix Semiconductor是一家私有的、采用无晶圆厂模式的半导体公司,公司开发了全球最先进的FPGA技术,该技术是其多个产品系列的基础,包括Speedster™22i系列独立FPGA以及最近发布的Speedcore™ eFPGA IP产品。

根据Achronix总裁兼首席执行官Robert Blake的介绍,这款嵌入式eFPGA被称为Speedcore,和独立的FPGA芯片相比,它具有互联带宽增加10倍、互联延迟减小至1/10、功耗降低50%、成本降低90%等巨大优势。

 

 

标准的FPGA内核与可编程IO、控制器等面积比接近1:1。而Achronix 的Speedcore eFPGA直接连接至SoC,能够将FPGA芯片面积减少一半。

 

Speedcore eFPGA还能够减小PCB的尺寸、减少PCB的层数以及提高信号完整性和减少系统成本。

 

 

由于Speedcore eFPGA以内部连线方式直接连接至SoC,省去了在外置独立FPGA芯片中可见的大型可编程输入输出缓冲(IO buffer),使得整体的能耗降低。也因此Speedcore eFPGA不再需要以往外置独立FGPA芯片的电源调节器、时钟发生器、电平位移器、无源元件和FPGA冷却器件等FPGA周边元器件的支持,芯片成本能够降低90%。

 

 

FPGA芯片面积的减少,并且而嵌入到SoC当中,信号的传输时间能够降至2ns甚至更低,同时带宽也能够增加十倍。因此相比标准FPGA芯片,Speedcore eFPGA增加了10倍带宽,延迟也减小至1/10。

 

 

Robert Blake表示,为了快速出货和应对不同客户的需求,未来Speedcore将以模块化方式进行构建,这种方式能够针对客户的不同需求快速配置以实现快速交付。

17年FPGA芯片发展进入高速阶段

 

 

回顾FPGA的发展历史, Robert Blake认为FPGA的发展可以分为三个阶段,20世纪80年代到90年代中期是第一阶段,当时FPGA主要应用于TTL逻辑集成电路以及可编程IO,当时的FPGA速度慢,市场仅有5亿美元左右;第二阶段是20世纪90年代中期到2015年,互联网的普及让路由器及交换器出货量大增,这一阶段的FPGA技术不断提高,速度加快,成本降低,同时由于多种高端技术的加入,FPGA被应用到更多的领域,FPGA市场从5亿美元增长到了50亿 美元。而第三阶段将从2016年开始,随着大数据、物联网、人工智能、5G等需求的出现,FPGA市场将大有可为。

 

 

Robert Blake认为2017年FPGA芯片必定会高速发展,作为首款嵌入式FPGA芯片,Speedcore eFPGA拥有着远比标准FPGA芯片要高的性价比,肯定会成为业内极具竞争力的产品。

 

 

Robert Blake 表示说:“业内一直在讨论eFPGA产品、嵌入式FPGA技术,但市场上一直没人愿意提供嵌入式FPGA,Achronix的Speedcore是首款向客户出货的eFPGA IP产品,它将会改变业内的游戏规则。”

 

 

Robert Blake 认为由于技术门槛高还有高昂的价格让嵌入式FPGA迟迟未能面世,他表示想要把FPGA嵌入到SoC中,要求企业同时具备FPGA经验以及IP集成的经验,而Achronix同时具备这两个条件,因此能够推出首款嵌入式eFPGA产品。同时他认为未来FPGA芯片前景一片大好也将能够让FPGA芯片的价格问题变得容易解决,未来不仅是Achronix的机遇,也将会是整个FPGA芯片行业的机遇。


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