Xilinx 16nm UltraScale+器件實(shí)現(xiàn)2至5倍的性能功耗比優(yōu)勢

Xilinx16nmUltraScale+器件實(shí)現(xiàn)2至5倍的性能功耗比優(yōu)勢MikeSantarini賽靈思公司賽靈思雜志發(fā)行人mike.santarini@臺積公司的16nmFinFET工藝與賽靈思最新UltraRAM和SmartConnect技術(shù)相結(jié)合，使賽靈思能夠繼續(xù)為市場提供超越摩爾定律的價(jià)值優(yōu)勢。賽靈思憑借其28nm7系列全可編程系列以及率先上市的20nmUltraScale?系列，獲得了領(lǐng)先競爭對手整整一代優(yōu)勢，在此基礎(chǔ)上，賽靈思剛剛又推出了其16nmUltraScale+?系列器件?？蛻舨捎迷撈骷盗袠?gòu)建的系統(tǒng)相比采用賽靈思28nm器件所設(shè)計(jì)的類似系統(tǒng)的性能功耗比可提升2至5倍。這些性能功耗比優(yōu)勢主要取決于三大方面：采用臺積電公司16FF+（即16nmFinFETPlus）工藝的器件實(shí)現(xiàn)方案、賽靈思的片上UltraRAM存儲器以及SmartConnect創(chuàng)新型系統(tǒng)級互聯(lián)-優(yōu)化技術(shù)。此外，賽靈思還推出了其第二代Zynq?全可編程SoC。ZynqUltraScale多處理SoC(MPSoC)在單個(gè)器件中完美集成了四核64位ARM?Cortex?-A53應(yīng)用處理器、32位ARMCortex-R5實(shí)時(shí)處理器、ARMMali-400MP圖形處理器、16nmFPGA邏輯（帶UltraRAM）、眾多外設(shè)、安全性與可靠性特性、以及創(chuàng)新型電源控制技術(shù)。該新型ZynqUltraScale+MPSoC為用戶提供了系統(tǒng)創(chuàng)建所需的一切，而且利用其打造出來的系統(tǒng)相比采用28nmZynqSoC所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的性能功耗比提升5倍。FINFET進(jìn)一步擴(kuò)展ULTRASCALE系列，使其具有額外的節(jié)點(diǎn)價(jià)值優(yōu)勢

賽靈思公司芯片產(chǎn)品管理與營銷高級總監(jiān)DaveMyron指出：“采用16nmUltraScale+系列，我們能夠創(chuàng)建出比摩爾定律通常提供給用戶的更高的額外節(jié)點(diǎn)價(jià)值優(yōu)勢。我們能滿足LTEAdvanced與早期5G無線、Tb級有線通信、汽車高級駕駛員輔助系統(tǒng)以及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等各種下一代應(yīng)用需求。UltraScale+系列使用戶能夠?qū)崿F(xiàn)更大的創(chuàng)新，同時(shí)在各自的市場中保持領(lǐng)先競爭對手?！睉{借其UltraScale系列產(chǎn)品，賽靈思能夠同時(shí)通過兩個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)提供器件，即臺積公司的20nm平面工藝（已經(jīng)發(fā)貨）和現(xiàn)在臺積公司的16FF+工藝（賽靈思預(yù)計(jì)將于2015年第四季度開始發(fā)貨）。賽靈思將推出16nmUltraScale+系列的Virtex?FPGA與3DIC、Kintex?FPGA以及新型ZynqUltraScale+MPSoC。賽靈思公司新產(chǎn)品推出與解決方案市場營銷總監(jiān)MarkMoran表示，賽靈思決定于2013年開始推出其20nmUltraScale系列，而不是等臺積公司的16FF+工藝問世后才發(fā)布。這是因?yàn)樵谝恍?yīng)用領(lǐng)域，早在一年半就迫切需要20nm器件——其比28nm具有更高的性能和容量。Moran表示：“我們的整個(gè)產(chǎn)品系列在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮到市場需求。采用20nmUltraScale架構(gòu)的器件的功能更適用于那些無需UltraScale+提供的額外性能功耗比優(yōu)勢的市場和最終應(yīng)用中的新一代產(chǎn)品。既然知道16nm緊跟其后，所以我先構(gòu)建了20nmFinFET。同時(shí)我們在20nm上進(jìn)了大量的架構(gòu)修改（我們知道這是16nm的基礎(chǔ)），可以根據(jù)市場需要提高性能和價(jià)值水平。我們有客戶已經(jīng)著手在我們目前提供的20nm器件上進(jìn)行開發(fā)，這樣只要16nmUltra-Scale+器件一問世，他們就可以快速進(jìn)行設(shè)計(jì)移植，進(jìn)而加速設(shè)計(jì)上市進(jìn)程。”Myron補(bǔ)充說，眾多VirtexUltraScale+器件會與20nmVirtexUltra-Scale器件實(shí)現(xiàn)引腳兼容，這樣，對需要額外性能功耗比優(yōu)勢的設(shè)計(jì)來說易于升級。Myron說：“從工具角度來說，20nmUltraScale和16nmUltraScale+器件看起來幾乎一樣。因此使用16nmUltraScale+器件還有一大優(yōu)勢，那就是提升性能功耗比使其很容易達(dá)到性能和功耗目標(biāo)要求?！盡yron說UltraScale+FPGA以及3DIC相比28nm7系列FPGA，性能功耗比提升2倍。同時(shí)，ZynqUltraScale+MPSoC憑借其額外的集成異構(gòu)處理功能，相比采用28nmZynqSoC構(gòu)建的類似系統(tǒng)，性能功耗比提升5倍（如圖1所示）。

圖1–賽靈思16nmUltraScale+FPGA和ZynqUltraScale+MPSoC可為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提供額外的節(jié)點(diǎn)價(jià)值優(yōu)勢。源于臺積公司16FF+工藝的性能功耗比優(yōu)勢

僅通過向16nmFinFET的工藝移植，賽靈思已推出了比28nm7系列器件的性能功耗比高出2倍的器件。Myron指出：“臺積公司的16FF+是一種極其高效的工藝技術(shù)，這是因?yàn)槠浠鞠舜饲安捎闷矫婢w管實(shí)現(xiàn)的芯片工藝相關(guān)的晶體管電源泄漏情況。此外，我們還與臺積公司通力合作，共同優(yōu)化UltraScale+器件，以充分利用該新工藝技術(shù)。至少（僅從該新工藝技術(shù)的創(chuàng)新角度來說），UltraScale+設(shè)計(jì)相比采用28nm7系列器件實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)，性能功耗比提升兩倍以上。如需了解有關(guān)賽靈思20nmUltraScale架構(gòu)，以及FinFET相比平面晶體管工藝的優(yōu)勢的詳細(xì)說明，敬請?jiān)L問：《賽靈思中國通訊第84期》。在UltraScale+