Nowe FPGA 16 nm mają więcej pamięci i nie tylko

Firma Xilinx przedstawiła nową rodzinę układów FPGA UltraScale+ 16 nm. Układy te wykonano w technice opisywanej jako 3D-na-3D. Chodzi o odpowiednią trójwymiarową strukturę warstw pionowych stworzoną z wykorzystaniem tranzystorów FinFET 3D, upakowanych na stosach łączników 2.5 D. Technologia ta nazwana też została jako MPSoC („Multi-Processing SoC”). Wykorzystanie technologii 16 nm FinFET 3D od TSMC pozwoliło uzyskać znaczny wzrost wydajności obliczeniowej na wat. Użycie nowoczesnych łączników pomiędzy poszczególnymi warstwami/elementami tranzystorów (SmartConnect), pozwoliło na dalszą optymalizację i zwiększenie efektywności o kolejne 20-30%. © Xilinx Dzięki technologii 16 nm możliwe też było upakowanie większej ilości pamięci w strukturze układu, zachowując standardowe wymiary układów. Bloki nazwane UltraRAM mogą mieć pojemność nawet 432 Mb. Zysk w porównaniu do poprzedniej generacji ma być więc znaczący, nawet kilkunasto-krotny. Jak więc wygląda ogólna poprawa wydajności w stosunku do poprzedniej generacji (28 nm)? Efektywność systemowa wzrasta 2, a nawet 5-krotnie, w zależności od układu. Nowe technologie obejmować mają UltraScale+ FPGA, Virtex UltraScale+ FPGA oraz Zynq UltraScale+. Nie zabrakło tu również nowych, mocniejszych rdzeni IP, które także wpływają na większą moc obliczeniową. W centrum podsystemu przetwarzania danych ma się znaleźć 64-bitowy, 4-rdzeniowy procesor Cortex-A53, zdolny do wykonywania funkcji sprzętowej wirtualizacji, przetwarzania asymetrycznego oraz wspierający TrustZone. Aby poprawić przetwarzanie w czasie rzeczywistym dla operacji deterministycznych i poprawiając responsywność, zastosowano też rdzenie Cortex-R5. Jak podaje producent, jednostka ta cechuje się bardzo małymi opóźnieniami, co w przypadku krytycznych funkcji bezpieczeństwa, wykonywanych w czasie rzeczywistym, może mieć istotne znaczenie. Jest tu też wsparcie dla obsługi video, H.265, MIPI, HDMI, DisplayPort i inne funkcje, które przydać się mogą m.in. w aplikacjach IoT i systemach komunikacyjnych. W nowych układach będzie można zasmakować w drugim kwartale tego roku.