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28纳米让FPGA如虎添翼 FPGA从副角变主角

28纳米让FPGA如虎添翼 FPGA从配角变主角-从28纳米到3D堆叠,FPGA身价突然翻涨,不再是过去那个扮演配角的被支配角色,反而由于其功能大跃进、重要性大增,目前在许多应用中,已经逐渐成为支配系统运作的主角。而现阶段FPGA的三大发展方向:28纳米、3D堆叠,以及SoC系统化,也成为FPGA制霸市场的决胜关键。

从28纳米到3D堆叠,FPGA身价忽然翻涨,不再是曩昔那个扮演副角的被支副人物,反而因为其功用大跃进、重要性大增,现在在许多运用中,现已逐步成为分配体系运作的主角。而现阶段FPGA的三大开展方向:28纳米、3D堆叠,以及SoC体系化,也成为FPGA制霸商场的决胜要害。

28纳米让FPGA如虎添翼 FPGA从副角变主角

FPGA从副角变主角

FPGA商场关于28纳米的争霸,现已从几年前的蓝图布局,到产品试制,到现在已正式量产,也宣告FPGA真实走入了28纳米制程的新阶段。首要厂商包含Altera、Xilinx、Lattice等,纷繁端出28纳米FPGA大餐喂饱商场那张饥渴的大嘴。28纳米与FPGA划上等号,只需具有28纳米产品,就标志了该厂家所具有的技能实力与研制立异,而端不出这道菜,好像在商场竞争中,就少了能捉住客户食欲,以及能与对手抗衡的利器。

先来看看28纳米制程的FPGA究竟好在哪里里,重要性又是什么。FPGA走入28纳米制程之后,不只功用与整合度能逾越传统FPGA,最重要的是,产品性价比也进一步迫临ASSP与ASIC。这含义在于,曩昔FPGA在体系中的定位,首要是帮忙ASIC、ASSP等中心处理器来处理数据、供给I/O扩大等功用,其定位是『副角』;但走入28纳米制程之后,FPGA可打破以往功耗过高的问题,成为高功能、低功耗以及小尺度的代名词。

再加上FPGA业者不断进步IP及开发工具的支撑才能,使FPGA在体系中的人物越来越重要,近年来更直接从副角,升等为『主角』,例如近来经常听到的SoC FPGA便是一个比如,FPGA便是完好体系,这也让FPGA将替代ASIC与ASSP成为一个热门话题,并继续在商场上发酵。

事实上,因为电路结构较为单纯,FPGA一向都是首先选用先进制程的半导体元件,这也便是FPGA一向能有制程技能打破的主因。而选用更新的制程技能,也让FPGA的功用不断强化。回忆FPGA从1990年代替代胶合逻辑(Glue Logic)元件、2000年代企图替代ASICDSP等元件,到现在2010年代,正式跨入28纳米代代,其高度整合性让FPGA一举跨过既有的微处理器商场,将触角伸入到高效能运算、贮存、轿车、工业操控等更广泛的运用领域。

28纳米让FPGA如虎添翼

根据市调公司的研讨数据来看,ASIC确实遭到FPGA的沈重压力。Gartner剖析,受全球金融风暴影响,2009年起FPGA替代ASIC的趋势更为显着,两者选用比重现已到达30:1。因为本钱要素,许多公司纷繁拖延乃至撤销ASIC的规划案。

因为FPGA供给了本钱优势,加上不断在制程与功用上精进,让开发者更乐于选用FPGA。传统的FPGA优势不外乎可编程、快速上市与低开发本钱,这关于没有高量产需求且产品规格特别的运用商场适当受欢迎,让业者免除开发ASIC的高本钱,一起供给ASSP所短少的差异化。这让包含军事、工业和网通等工业,成为FPGA的主力商场。

但曩昔FPGA因耗电与本钱过高,难以打入功耗灵敏与本钱灵敏两大灵敏商场,无法大量生产。但随着制程不断晋级,加上业者推出贱价化和超低功耗产品后,让FPGA脱节瓶颈,直闯高量产商场。

只不过,这意味着ASIC被宣判死刑,而FPGA从此能够躺着赚吗?倒也未必。虽然FPGA在功耗方面有所前进,但比起ASIC仍嫌缺乏,特别是在动态与静态电源办理、及漏电等问题。此外,在高量产商场,短期内FPGA仍难敌ASIC既有的本钱优势。

专家就曾表明,ASIC的开发本钱并不如外界所想的高,加上晶圆技能不断前进,现在芯片规划本钱已越来越低。且体系的开发,也不单仅仅本钱考量,功能优化、运用体会与商业模式等,也都是要害。ASIC虽后有FPGA追逐,但生长动能并没有消失。

因而,从28纳米开端的FPGA趋势,应该说,28纳米FPGA把晶体管密度添加,更进步了电耗操控与规划弹性,此对ASIC和ASSP的要挟将更大,但是说会从此替代ASIC仍言之过早,究竟28纳米FPGA是否真能对商场发生决定性影响,还有待时刻调查。而这段时刻,ASIC也将继续精进。因而这场战役并非完毕,其实反倒能够等待一场新局面的开端。

3D堆叠打造异质体系

3D IC技能在商场上酝酿已久,却迟迟停留在只闻楼梯响,不见人下来的阶段。但是,3D堆叠架构关于芯片间的异质性整合,其实扮演着十分重要的人物,特别是竭力打造SoC芯片的半导体规划商们。而3D堆叠的芯片整合方法,将在FPGA上首先完成。

现在FPGA大厂Xilinx在其高阶元件上,现已开端选用3D堆叠架构,这也是全球首款异质的3D FPGA芯片,首要技能根底是透过SSI(堆叠芯片互联),将 FPGA与收发器进行整合,这一起也是一种立异。Xilinx未来更多的FPGA产品,包含最新的ZYNQ渠道,都会选用3D堆叠的方法来规划。

Xilinx指出,虽然一般人以为3D堆叠的方法会添加封装方面的本钱,但是就良率的视点来看,相同面积的芯片上,有相同数量的逻辑闸,若选用单一块芯片,比照切割成更小的区块,透过立体堆叠方法制造的3D芯片,则选用3D堆叠的方法,将会有更高的良率。

首要的原因在于,芯片上逻辑闸的数量越多,芯片的良率相对将会较难进步。以相同面积的芯片来看,若将芯片切割成更小单位芯片,每单位的逻辑闸数目相对削减,更能够进步每个单位芯片的良率。将这些良率更高的芯片,透过3D堆叠的方法整合在一起,堆叠后逻辑闸的数量是相同的,也便是运算效能相同。而因为每单位芯片逻辑闸数目更少,生产过程良率高,无形中本钱将会更为下降。

此外,Altera亚太区工业商场开发司理江允贵也以为,选用3D堆叠,还有更多优点。透过平面的线路传输信号,会花费更久的时刻。假如选用笔直方法来传递信号,速度将会更快。3D堆叠首要是让单位芯片面积更小化,再选用堆叠方法来进步逻辑闸密度。透过笔直的金属互联层传递信号,等于面对面这样的敏捷,这关于FPGA的处理效能将会大大的进步。3D堆叠将十分合适低密度、多IO、小包装的FPGA体系规划。

3D堆叠,无疑将成为FPGA未来降服商场的一大利器。特别是未来FPGA将朝向SoC方向开展,透过3D立体堆叠,让FPGA的整合之路将更为顺利。

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