赛灵思披露28nm产品细节 FPGA进一步推进ASIC腹地

赛灵思披露28nm产品细节 FPGA进一步推进ASIC腹地

 随着Altera与赛灵思（Xinlinx）先后宣布推出28nm FPGA产品，FPGA市场已是颇有看头，对外，FPGA借助28nm先进工艺实现更高性能更低功耗进一步抢夺ASIC地盘，于内，FPGA自身发展方向出现分歧，究竟是着重发展高性能还是性能功耗并举，Altera与赛灵思两大行业巨头各执一端，向着两个不同方向扩展势力。赛灵思新近披露了其28nm产品细节，战局更清晰地呈现在我们面前。

赛灵思的最新7系列产品包括3个子系列，Artix-7、Kintex-7价和Virtex-7，在正式介绍产品之前，我们先来看这样一个表，看你最感兴趣的是哪一个子系列：

最新7系列产品与前代产品比较

可能很多读者注意到，Kintex-7价格不到Virtex-6系列的一半，但性能相当，同时功耗降低一半!使笔者印象最深刻的也是这款产品，可以预见，这样的性价比不仅对对手来说是一大威胁，对赛灵思自身的上代产品Virtex-6的销售也将造成冲击，不过也说明FPGA发展到28nm仍然遵循着摩尔定律。据了解，赛灵思将继续制造和支持目前已进入量产的Spartan-6和Virtex-6。

三个子系列均采用台积电和三星HKMG（高介金属闸）高性能低功耗工艺开发，在性能、工耗、成本方面比上代产品均有大幅改进。上文提及的Kintex-7以其性价比让人印象深刻，而Artix-7以低功耗、低成本为特色，它比Spartan-6速度快30%，功耗低一半，价格降低35%，主要用来满足此前ASSP、ASIC和低成本FPGA所针对的市场领域，如电池供电的便携式超声波设备。与Artix-7以低价胜出不同，Virtex-7则标榜业界最高系统性能和容量，密度达到200万个逻辑单元，比所有以前和现有的FPGA高出2.5倍。与Virtex-6相比，Virtex-7的系统性能番了一倍，功耗降低一半，速度提升了30%，是7系列中最高端的子系列。

除了高性能和低功耗，7系列产品还有一个很大的特色，那就是三个子系列的架构完全统一。这个统一的架构其实基于Virtex-6，从这三个子系列的任意一款都可以很轻易地转移到另一款的开发，高中低端之间的转换可以随时进行，设计方案可根据需要收放。比如用同一个IP，既可以开发高端售货机又可以转而开发低端手持设备。赛灵思全球高级副总裁汤立人对此表示：“这个特性极大地帮助厂商提高生产效率，他们不需要对每代产品进行高昂的IP和方案重设计，而能快速地扩展产品，满足相邻市场的需求。” 对于希望利用最新 7 系列 FPGA 进一步实现节能或提高系统性能和容量的客户来说，他们可以先用 Virtex-6 和 Spartan-6 FPGA 进行设计，然后在时机成熟时将设计方案进行移植。

与ASIC争锋，FPGA疆域继续推进

从应用来看，赛灵思的7系列产品将FPGA推向了更广阔的市场，进一步抢夺了ASIC的地盘。

例如，Artix-7除了能做上文提到的便携超声波设备，还能满足数码单反相机的应用，后者是Sparten-6、Virtex-6实现起来均有难度的应用；同样，Kintex-7和Virtex-7也将FPGA的应用疆域再度拓宽：Kintex-7系列除了满足大批量10G有线通信设备所需性能，支持LTE无线网络部署，还能满足3D显示器的功耗和成本要求、下一代广播视频点播系统的性能和带宽；Virtex-7器件除了支持新一代有线接入设备，还支持高级雷达系统和高性能计算机系统。

赛灵思7系列产品应用方向

FPGA要想在ASIC的虎口里夺粮，必须要克服几个障碍：成本、系统性能、功耗和容量，汤立人表示，其中功耗是制约关键，例如，便携式医疗设备需要降低价格、缩减尺寸、降低静态功耗以支持电池供电操作；减少热耗散以便满足航空航天和国防领域在高性能计算、电子战和雷达系统方面较高的性能需求；太空与国防领域的应用则需要借助降低散热来提升性能，让电子作战与雷达系统具备更高性能的运算能力。所以7系列产品在功耗上大做文章，从I/O功耗、动态功耗和静态功耗入手，将功耗降至上代产品的一半。不仅是功耗，7系列产品在上述几个制约点上都有突破，容量更是从76万个逻辑单元上升到了最高200个逻辑单元。

汤立人进一步表示，预计借助28nm产品，FPGA在2014年可以做到110亿规模的市场，而单是凭借40nm和以前的产品，在同一时间内只能实现70亿的规模，而那时，整个ASIC/ASSP市场的规模大概为600亿。

工艺之争，FPGA将走向何方？

综观赛灵思的7系列产品，与主要竞争对手Altera稍早推出的28nm FPGAStratix V差异除了架构的统一与否和收发器的带宽（Stratix V 带28Gbps收发器，Virtex-7收发器峰值速率为13.1Gbps）、逻辑单元密度等方面，最主要还在于工艺技术的选择，他们的选择分别代表了FPGA发展的两个方向：到底是向高性能发展还是高性能低功耗并举。

与赛灵思选择28nm HKMG高性能低功耗工艺不同，Altera选择的是TSMC高性能28nm HKMG工艺，因为他们认为客户更需要高性能，并且高性能和低功耗不能同时兼顾。与Altera观点相左，赛灵思认为低功耗是设计趋势，单纯追求高性能已无意义。“就像开车，你选择速度很快但油耗很高的，还是选择速度稍慢一点但油耗小一半的？”汤立人打了个比方。他坦承，在性能上，赛灵思的7系列比Stratix V相差大概10%，“但功耗却只有后者的一半，”汤立人强调。

他透露，目前已有6家客户看好并选择了这一产品，7系列产品将在明年一季度开始供货，支持 7 系列 FPGA 的早期试用 ISE 设计套件软件现已开始供货。

在工艺选择上，虽然两大巨头各执一端，都沿着自己的方向坚定地前进——事实上，不坚定也不行，因为改弦易辙是需要付出巨大代价的，至少需要1年到1年半的时间更改——可能终有一方会取得更大成就，然而对于市场来说，多元化的选择却未必是坏事，而且FPGA市场的前进也需要先行者们不断和多方探索。