Achronix欲借Speedcore嵌入式FPGA IP產(chǎn)品進入藍海市場

日前，Achronix Semiconductor公司在北京舉行IP新品發(fā)布會，CEO先Robert Blake先生和中國區(qū)總經(jīng)理Eric Law先生介紹了該公司新推出的IP產(chǎn)品，并接受了媒體采訪。他們表示，Speedcore嵌入式FPGA將吞吐量性能提高了10倍，功耗降低了50%，成本降低了90%，主要用于服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心加速、無線和有線通信、安全加密等需要高性能的領(lǐng)域。

不以密度論英雄

Robert Blake介紹說，Achronix Semiconductor公司剛剛推出了可集成至客戶系統(tǒng)級芯片（SoC）中的Speedcore™ 嵌入式FPGA（embedded FPGA ，eFPGA）知識產(chǎn)權(quán)（IP）產(chǎn)品，并即刻開始向客戶供貨。Speedcore是專為計算和網(wǎng)絡(luò)加速應(yīng)用而設(shè)計，它和Achronix的Speedster22i FPGA基于相同的高性能架構(gòu)，而后者已于2013年開始量產(chǎn)出貨，已有客戶在使用。Speedcore eFPGA產(chǎn)品使用Achronix成熟的、經(jīng)過驗證的ACE軟件設(shè)計工具。未來，Achronix還將開發(fā)下一代Speedster獨立FPGA。

他表示，較近的趨勢是數(shù)據(jù)中心加速需求越來越多，而FPGA應(yīng)用已進入第三個生長階段——CPU協(xié)處理器。第一個階段是TTL膠合邏輯，第二個階段是連接。在第三個階段，FPGA技術(shù)已廣泛使用，CPU用于數(shù)據(jù)中心加速，需要靈活的軟件定義網(wǎng)絡(luò)，還有無線基礎(chǔ)設(shè)施。可編程硬件加速可以提高性能，FPGA嵌入式技術(shù)恰恰可以滿足這樣的需求。Achronix之所以可以成功提供eFPGA技術(shù)，是因為擁有FPGA專業(yè)知識和IP集成技術(shù)。他強調(diào)，嵌入式FPGA不一定密度較高，但它可以滿足較新趨勢的高性能要求。

長期以來，設(shè)計人員一直在尋找嵌入式FPGA用于眾多不同的高性能應(yīng)用，而FPGA作為IP集成到SoC芯片中會有很多內(nèi)在的優(yōu)勢。Achronix現(xiàn)在已向開發(fā)高性能計算產(chǎn)品的客戶提供eFPGA IP產(chǎn)品，為其實現(xiàn)從處理器卸載那些高密度計算任務(wù)到FPGA IP中，從而帶來顯著的性能提升。面對龐大且不斷增長的高性能計算應(yīng)用市場，eFPGA產(chǎn)品對于Achronix公司是一個令人激動的機會，也是半導(dǎo)體行業(yè)的巨大利好。

改變游戲規(guī)則

Robert Blake認為，利用Speedcore IP產(chǎn)品，客戶可以針對其應(yīng)用來定制較佳的芯片面積、功耗和資源配置。客戶可以定義查找表（LUT）、嵌入式存儲器以及DSP的數(shù)量。此外，客戶可以定義Speedcore的寬高比、輸入輸出（IO）端口的連接，還可以在功耗和性能之間進行權(quán)衡。Achronix提供了Speedcore IP產(chǎn)品的GDS II文件，客戶可直接將其集成至自己的SoC中；Achronix還提供了其ACE設(shè)計工具的一個定制化的全功能版本，客戶可用來對Speedcore eFPGA的功能進行設(shè)計、驗證和編程。

他說，多年以來，不同的公司都一直在談?wù)?span lang="EN-US" style="font-size:14px;">eFPGA產(chǎn)品，但Achronix的Speedcore是首款向客戶出貨的eFPGA IP產(chǎn)品，它是游戲規(guī)則的改變者。Achronix曾是第一家提供帶有嵌入式系統(tǒng)級別IP的高密度FPGA的供應(yīng)商，現(xiàn)在正在使用相同的、經(jīng)過驗證的技術(shù)向客戶提供其eFPGA產(chǎn)品，這些客戶都希望將ASIC設(shè)計的各種高效能和eFPGA可編程硬件加速器的靈活性結(jié)合在同一款芯片中。

eFPGA的四大優(yōu)勢

據(jù)介紹，數(shù)據(jù)中心和企業(yè)中的計算與通信基礎(chǔ)設(shè)施在指數(shù)級數(shù)據(jù)增長速率、不斷變化的安全和軟件虛擬化要求面前，很難再保持同步。傳統(tǒng)的多核CPU和SoC需要可編程硬件加速器來預(yù)處理和卸載數(shù)據(jù)，從而提升其計算性能。FPGA是較佳的硬件加速器解決方案，因為隨著算法的不斷變化，加速器需要不斷用新的功能來實現(xiàn)更新。對于低至中容量應(yīng)用，獨立的FPGA芯片是一種方便且實際的解決方案；然而，對于高容量應(yīng)用，Speedcore是較佳解決方案，可以提供四大顯著優(yōu)勢：

第一個優(yōu)勢是更低的功耗，Speedcore以內(nèi)部連線方式直接連接至SoC，從而省去了在外置獨立FPGA中可見的大型可編程輸入輸出緩沖（IO buffer）。可編程輸入輸出電路的功耗占據(jù)了獨立FPGA總功耗的一半。Speedcore的芯片面積可以根據(jù)客戶較終應(yīng)用的需求而定制；為了更低的功耗，客戶可以調(diào)整工藝技術(shù)來實現(xiàn)性能的平衡。

第二個優(yōu)勢是更高的接口性能，相比獨立的FPGA芯片接口，Speedcore IP的接口延遲更低、性能更高。Speedcore通過一個超寬的并行接口連接至ASIC，而獨立的FPGA通常通過一個高延遲的串行器/解串器（SerDes）架構(gòu)進行連接。

第三個優(yōu)勢是更低的系統(tǒng)成本，因為省去了可編程輸入輸出緩沖（IO buffer）架構(gòu)，Speedcore的芯片面積比獨立的FPGA小得多。由于FPGA擁有較高的引腳數(shù)，為了支持這些引腳的扇出，PCB需要較多的層數(shù)，采用Speedcore IP可以避免這個問題。另外，Speedcore省去了對獨立FPGA周邊所有支持性元器件的需求，這些元器件包括電源調(diào)節(jié)器、時鐘發(fā)生器、電平位移器、無源元件和FPGA冷卻器件。

第四個優(yōu)勢是更高的系統(tǒng)可靠性和良品率，將FPGA的功能集成至一片ASIC中，可消除在印制電路板上放置一顆獨立的FPGA所造成的可靠性和良率損失。

模塊化方式構(gòu)建

在工藝技術(shù)方面，Speedcore以模塊化方式構(gòu)建，以便為客戶在定義其資源需求時提供靈活性上的支持，同時也支持Achronix針對此需求快速配置Speedcore IP 產(chǎn)品以實現(xiàn)交付。此外，模塊化架構(gòu)也支持Achronix方便地將這項技術(shù)移植到不同的工藝技術(shù)和金屬疊層上。現(xiàn)在已經(jīng)可以提供基于臺積電（TSMC）的16納米FinFET Plus（16FF+）工藝的Speedcore IP產(chǎn)品，并且正在開發(fā)基于臺積電的7納米工藝的IP。

輕松評估Speedcore

Achronix的ACE設(shè)計工具包括一個Speedcore的實例，客戶可以立即用它來編譯其設(shè)計，以在性能、資源使用和編譯時間等方面評估Speedcore IP。此外，Achronix擁有關(guān)于Speedcore功能和ASIC集成流程方面的完整文檔。希望了解Speedcore芯片面積和功耗等信息的客戶可以聯(lián)系Achronix，以獲取其特定Speedcore尺寸及工藝的詳細資料。

Robert Blake較后表示，相比獨立FPGA，Speedcore提供如下顯著優(yōu)勢：互聯(lián)帶寬增加10倍、互聯(lián)延遲減小至1/10、功耗降低50%、成本降低90%。Achronix是唯一一家既提供eFPGA技術(shù)又提供獨立FPGA的主流FPGA供應(yīng)商。公司已與多家開發(fā)SoC的大型公司建立了完整的設(shè)計集成和驗證技術(shù)；使用標(biāo)準(zhǔn)的IP產(chǎn)品商業(yè)模式進行推廣，包括授權(quán)許可Speedcore技術(shù)；對使用Speedcore IP的器件按出貨量收取知識產(chǎn)權(quán)使用費；對ACE設(shè)計工具進行維護。Achronix利用Speedcore嵌入式FPGA IP產(chǎn)品的這些優(yōu)勢進入了1000億美元的藍海市場。

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