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【IC设计】16纳米/InFO封装,赛灵思推全新UltraScale+产品组合解决边缘侧计算压力

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近日,在一场线上媒体分享会上,赛灵思(Xilinx)发表其针对超小型设备、成本敏感型与边缘运算应用所设计的新款UltraScale+产品,包含带有Arm核心的Zynq与带有收发器的Artix FPGA系列。

据悉,这次发表的新款FPGA,可以广泛应用在工业、视觉、医疗保健、广播、消费、车载和连网等边缘计算及工业物联网等市场。

图:赛灵思专为高 I/O带宽和 DSP 计算打造的 Artix UltraScale+ FPGA 

图:赛灵思专为功耗和成本而优化的 Zynq UltraScale+ MPSoC

工业物联网领域面临多重挑战

5G的大潮正在涌来,数百倍于4G的传输速度,正在酝酿着颠覆的起手势,过往受制于网络传输速度的技术限制而仅存概念创新阶段抑或是掣肘于瓶颈技术而无法实现的智能终端产品正借由这股东风争先落地。

数据显示,至2020年全球有超过500亿的终端和设备联网,由于个人、企业乃至于各个行业在这一轮变革中因为物联化智能终端产品的应用,将导致网络边缘侧的数据量几乎每天都在破纪录地增长。

在这样的发展浪潮下,工业物联网领域也对智能网联设备提出新的要求。

“集中式的云计算技术架构正在日益受到挑战,尤其是伴随着巨量终端的联网带来的边缘侧数据的爆发式增长,使得数据在边缘侧的分析处理和存储的需求尤为明显。”赛灵思工业、视觉、医疗与科学(ISM)市场总监Chetan Khona在会上说道,“我们经常听到客户抱怨在很多的应用当中都不太能够把数据搬到云端,他们需要更多本地的AI分析,也就是嵌入式等边缘器件需要更加智能,需要有更强的边缘计算能力。”

当然,除了边缘端需要提升计算能力之外,Chetan Khona还表示,赛灵思在医疗和视觉等工业物联网领域的客户还面临多重压力。

  • 第一,相关智能终端产品的传感器数量越来越多,而且各种各样,就需要越来越多的吞吐量能够支持嵌入式的电子器件。
  • 第二,由于边缘侧和物联网领域很多应用都是尽可能的不连电缆或者少连电缆,就只能用电池或者进行热限制,这对智能器件的功耗提出了更高的要求。
  • 第三,以前仅存在于消费物联网领域的成本压力已经蔓延到工业物联网领域。随着市场竞争越来越激烈,工业物联网产品对于价格的敏感度也是越来越高,希望价格能够越来越低,即使是在对价格并不敏感的医疗领域,也在越来越多的面临价格压力。
  • 最后,就是更小的外形尺寸。赛灵思的客户希望能够获得上述所有的这些功能,但同时他也希望产品的尺寸能够更小,因为更加紧凑的器件能够更加灵活的部署,适用于不同的应用。

以上种种行业的需求和挑战,给赛灵思带来了机会,也正是赛灵思推出全新的UltraScale+成本优化型产品组合的原因。

16纳米/InFO助力UltraScale+性能更上一层楼

事实上,在赛灵思针对低成本应用所做的产品规划中,Artix跟Zynq都是已经存在多年,且面向不同应用需求所设计的产品。

发表于2011年的Artix 7系列是基于28纳米,带有6Gb收发器的FPGA,锁定需要较高通讯频宽的应用;同样在2011年问世的Zynq 7000系列,则是整合Arm核心与可编程逻辑资源的可编程SoC。

不过,全新的Artix和Zynq UltraScale+组合产品还是有不少亮点。

根据Chetan Khona介绍,全新的Artix和Zynq UltraScale+器件采用台积电最先进的整合扇出型封装技术,同时也是针对低成本、小尺寸应用所设计的FPGA产品中,唯一采用16纳米制程的产品。

据悉,目前市面上很多竞品还停留在20纳米、28纳米,甚至还是40纳米级别,赛灵思16纳米FinFET工艺在性能功耗比上具备很强的优势。

另外,为了响应客户的要求,赛灵思全新的Artix和Zynq UltraScale+产品在提高性能的基础上还缩小了尺寸。因为采用了台积电整合扇出封装(InFO),这次发布的新款FPGA比传统的赛灵思产品小了70%。

借助更先进的制程与封装技术,这些产品能提供更高的运算密度、效能功耗比和可扩展性也比过去的产品更优,可满足智能边缘应用的需求。

据了解,Artix UltraScale+器件提供了每秒16Gb的收发器,可以支持互联、视觉和视频领域的新兴高端协议,与此同时还能实现同类最佳的DSP计算功能。可广泛应用于搭载高级传感器技术的机器视觉、高速互联以及超紧凑“8K就绪”视频广播等应用中。

而成本优化型Zynq UltraScale+MPSoC包括新款ZU1和已经生产验证的ZU2与ZU3器件,三款器件皆采用InFO封装。其中,ZU1更是在嵌入式视觉摄像头、AV-over-IP 4K和8K就绪流媒体、手持测试设备,以及消费和医疗等应用领域大放异彩