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2015農(nóng)歷新年期間，賽靈思（Xilinx）重磅發(fā)布的16nm UltraScale+產(chǎn)品系列組合及其帶來(lái)的各項(xiàng)最新技術(shù)，成為新年伊始行業(yè)矚目的焦點(diǎn)。賽靈思公司全球高級(jí)副總裁、亞太區(qū)執(zhí)行總裁湯立人表示，全新的16nm UltraScale+產(chǎn)品系列包括FPGA、3DIC和多處理SoC（MPSoC），基于臺(tái)積公司（TSMC）行業(yè)最新先進(jìn)的16 FinFET+工藝，且擁有多項(xiàng)賽靈思行業(yè)首創(chuàng)的技術(shù)，主攻LTE Advanced、早期5G無(wú)線、Tb級(jí)有線通信、汽車高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS），以及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)五大下一代關(guān)鍵應(yīng)用。他說(shuō)，面向下一代應(yīng)用，我們已經(jīng)準(zhǔn)備好了。
賽靈思公司全球高級(jí)副總裁、亞太區(qū)執(zhí)行總裁湯立人
新擴(kuò)展的賽靈思UltraScale+ FPGA系列包括賽靈思的Kintex UltraScale+ FPGA、Virtex UltraScale+ FPGA以及3D IC系列，而Zynq UltraScale+系列則包含業(yè)界首款全可編程MPSoC。全新的UltraScale+系列，是賽靈思從20nm邁向16nm的重要里程碑,同時(shí)也進(jìn)一步擴(kuò)展了賽靈思基于ASIC級(jí)架構(gòu)UltraScale的產(chǎn)品系列（現(xiàn)從20nm 跨越至 16nm FPGA、SoC 和3D IC器件），為賽靈思實(shí)現(xiàn)“可編程取代ASIC和ASSP”的藍(lán)圖提供了更強(qiáng)大的產(chǎn)品支持。
湯立人介紹說(shuō)，賽靈思16nm產(chǎn)品系列所包含的獨(dú)特技術(shù)包括新型存儲(chǔ)器、3D-on-3D和多處理SoC（MPSoC）技術(shù)，以及為實(shí)現(xiàn)更高性能和集成度而采用的全新互聯(lián)優(yōu)化技術(shù)——SmartConnect。通過(guò)系統(tǒng)級(jí)的優(yōu)化，UltraScale+提供的價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了傳統(tǒng)工藝節(jié)點(diǎn)移植所帶來(lái)的價(jià)值，系統(tǒng)級(jí)性能功耗比相比28nm器件提升了2至5倍，還實(shí)現(xiàn)了遙遙領(lǐng)先的系統(tǒng)集成度和智能化，以及最高級(jí)別的安全性。
2至5倍提升從何而來(lái)？
湯立人解釋說(shuō)，UltraScale+相比28nm器件提升了2至5倍系統(tǒng)級(jí)性能功耗比，主要得益于最新的UltraRAM最新存儲(chǔ)器技術(shù)、SmartConnect智能互聯(lián)技術(shù)、3D-on-3D工藝以及異構(gòu)多處理技術(shù)。
- UltraRAM
通過(guò)對(duì)SRAM集成的支持，UltraRAM解決了影響FPGA和SoC系統(tǒng)性能和功耗的最大瓶頸之一。利用這項(xiàng)新技術(shù)能創(chuàng)建用于多種不同應(yīng)用場(chǎng)景的片上存儲(chǔ)器，包括深度數(shù)據(jù)包和視頻緩沖，實(shí)現(xiàn)可預(yù)見(jiàn)的時(shí)延和性能。設(shè)計(jì)人員通過(guò)緊密集成大量嵌入式存儲(chǔ)器與相關(guān)處理引擎，不僅能實(shí)現(xiàn)更高的系統(tǒng)性能功耗比，并可降低材料清單（BOM）成本。UltraRAM提供多種配置，容量最大可擴(kuò)展至432Mb，可取代外部存儲(chǔ)器，從而有助于降低成本與功耗，并提高性能。
- SmartConnect
SmartConnect是一種新的創(chuàng)新型FPGA互聯(lián)優(yōu)化技術(shù)，通過(guò)智能系統(tǒng)級(jí)互聯(lián)優(yōu)化，可額外提供20%到30%的性能、面積和功耗優(yōu)勢(shì)。而UltraScale架構(gòu)通過(guò)重新架構(gòu)布線、時(shí)鐘和邏輯結(jié)構(gòu)能夠解決芯片級(jí)的互聯(lián)瓶頸，SmartConnect則通過(guò)應(yīng)用互聯(lián)拓?fù)鋬?yōu)化滿足特定設(shè)計(jì)的吞吐量和時(shí)延要求，同時(shí)縮小互聯(lián)邏輯面積。
- 3D-on-3D
3D-on-3D是賽靈思一項(xiàng)業(yè)界首創(chuàng)的技術(shù)。高端UltraScale+系列集合了3D晶體管和賽靈思第三代3D IC的組合功耗優(yōu)勢(shì)。正如FinFET相比平面晶體管實(shí)現(xiàn)性能功耗比非線性提升一樣，3D IC相比單個(gè)器件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成度和單位功耗帶寬的非線性提升。
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- 異構(gòu)多處理技術(shù)
全新Zynq UltraScale MPSoC通過(guò)部署上述所有FPGA技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了前所未有的異構(gòu)多處理能力，從而能夠?qū)崿F(xiàn)“為合適任務(wù)提供合適引擎”。這些新器件相對(duì)此前解決方案可將系統(tǒng)級(jí)性能功耗比提升約5倍。
位于處理子系統(tǒng)中心的是64位四核ARM Cortex-A53處理器，能實(shí)現(xiàn)硬件虛擬化和非對(duì)稱處理，并全面支持ARM TrustZone。處理子系統(tǒng)還包括支持確定性操作的雙核ARM Cortex-R5實(shí)時(shí)處理器，從而可確保實(shí)時(shí)響應(yīng)、高吞吐量和低時(shí)延，實(shí)現(xiàn)最高級(jí)別的安全性和可靠性。單獨(dú)的安全單元可實(shí)現(xiàn)軍事級(jí)的安全解決方案，諸如安全啟動(dòng)、密鑰與庫(kù)管理和防破壞功能等，這些都是設(shè)備間通信以及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)需求。
為實(shí)現(xiàn)完整的圖形加速和視頻壓縮/解壓縮功能，這一新的器件集成了ARM Mali-400MP專用圖形處理器和H.265視頻編解碼器單元，同時(shí)還支持Displayport、MIPI和HDMI。最后，該新器件還添加了專用平臺(tái)和電源管理單元（PMU），其可支持系統(tǒng)監(jiān)控、系統(tǒng)管理以及每個(gè)處理引擎的動(dòng)態(tài)電源門控。
從28nm到16nm，是淘汰還是共存？
據(jù)了解，賽靈思的28nm產(chǎn)品正以70%的市場(chǎng)份額熱賣。幾個(gè)月前（2014年12月）賽靈思才宣布20nm FPGA開始量產(chǎn)，而2015年2月又率先發(fā)布16nm 產(chǎn)品，并計(jì)劃于年底發(fā)布樣片。根據(jù)FPGA發(fā)展的歷史，新工藝的推出常常是上一代工藝日漸淘汰的標(biāo)志。在快速的產(chǎn)品推進(jìn)下，賽靈思三代產(chǎn)品的市場(chǎng)空間將如何劃分？是否會(huì)影響到前兩代產(chǎn)品的銷售和服務(wù)？
湯立人解釋說(shuō)，和從前90nm到40nm階段的產(chǎn)品發(fā)展?fàn)顩r不同，賽靈思的28nm是非常優(yōu)秀的產(chǎn)品系列，也是目前市場(chǎng)主流的產(chǎn)品，擁有很強(qiáng)也很長(zhǎng)的生命周期。而20nm產(chǎn)品以及更加先進(jìn)的16nm產(chǎn)品，它們對(duì)于某些應(yīng)用來(lái)說(shuō)相當(dāng)復(fù)雜，將會(huì)針對(duì)特定用戶或者滿足下一代設(shè)計(jì)的需求。賽靈思目前的策略是針對(duì)客戶不同的應(yīng)用領(lǐng)域和設(shè)計(jì)需求，提供從28nm到16nm，從FPGA到3DIC和SoC、MPSoC的多重選擇。
湯立人還強(qiáng)調(diào)，隨著可編程產(chǎn)品日益成為更多電子產(chǎn)品的核心，賽靈思目前所考慮的除了工藝上的不斷進(jìn)步外，更多的是通過(guò)SDx——軟件定義設(shè)計(jì)環(huán)境系列的打造，讓每一代產(chǎn)品成為除硬件工程師之外軟件工程師和系統(tǒng)工程師也能擁有的利器，服務(wù)于更多的行業(yè)創(chuàng)新。這個(gè)也是三代工藝將長(zhǎng)期并存發(fā)展的一個(gè)重要因素。
TSMC和ARM: 賽靈思的強(qiáng)大代工及合作伙伴
臺(tái)積公司（TSMC）業(yè)務(wù)開發(fā)副總經(jīng)理金平中博士表示，“臺(tái)積公司與賽靈思公司持續(xù)不斷的通力協(xié)作成就了世界級(jí)的16nm FinFET產(chǎn)品系列，我們雙方共同明確地展示了擁有最低功耗和最高系統(tǒng)價(jià)值的業(yè)界領(lǐng)先芯片性能?！?/p>
今年2月初，ARM宣布推出全新Cortex-A72處理器，能在臺(tái)積電16納米FinFET工藝節(jié)點(diǎn)上以2.5GHz的頻率實(shí)現(xiàn)運(yùn)行，并可以較五年前的高端智能手機(jī)提供高于50倍的處理器性能。而湯立人認(rèn)為，賽靈思主攻的應(yīng)用主要都是基于ARM內(nèi)核的應(yīng)用，到今天已經(jīng)是第二代的SoC產(chǎn)品了，所以未來(lái)會(huì)更多的投入?yún)⒖糀RM在16nm制程上的硬核架構(gòu)。
供貨進(jìn)程
湯立人透露，針對(duì)所有UltraScale+產(chǎn)品系列的早期客戶參與計(jì)劃正在緊鑼密鼓的進(jìn)行，首個(gè)流片和設(shè)計(jì)工具的早期試用版本預(yù)計(jì)將于2015年第二季度推出，
首款發(fā)貨預(yù)計(jì)在2015年第四季度。
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