两大FPGA巨头65nm竞赛再度升级

2007-01-12 08:49:52来源: 电子工程专辑

随着竞相推出65nm产品,Altera与赛灵思这两大FPGA巨头在高端FPGA的激战再度升级。针对产品构架、性能、功耗、I/O接口及量产供货等环节,两家供应商都在不失时机地推广自己,因为能否赢得先机并争取更多客户,将成为影响65nm战略未来成功与否的关键。

在Altera刚刚召开的SOPC World 2006上,该公司发布了三种型号的Stratix III 65nm系列产品,将目光集中在高性能与低功耗,并公布了具有功率优化功能的Quartus II 6.1软件。而在同一天,赛灵思也高调对外宣布65nm的Virtex-5产品已经进入第二阶段,并推出了首款内建PCI Express模块和低功耗串行I/O的Virtex-5 LXT平台。

向65nm工艺转移体现了摩尔定律对密度和性能的预测。在ASIC供应商日益受到交货时间短、批量小等压力的今天,FPGA供应商的竞争优势反而更加明显。目前,通信、消费领域出现多标准并存、新兴标准不断演进、多种技术融合及未来应用多元化的发展格局,这些令ASIC供应商感到头疼的问题,却是FPGA厂商极好的机遇。

Altera建立功耗、性能新标准

Stratix III突出了功率优化和性能增强,前者是伴随每次工艺进步都要面临的最棘手难题,特别是到65nm工艺时代,这个难题一度令几百名Altera设计师争论不休,最后的结论是要在结构化方面做出大幅变化。采用台积电65nm工艺制造的Stratix III,其突破创新包括硬件体系结构的提升和Quartus II软件的优化。据Altera称,与90nm相比,新器件功耗降低50%,性能提升25%,密度则增加了一倍。

Altera将65nm Stratix III系列产品分为三种类型,第一种在逻辑、存储器和DSP资源上达到均衡,适合一般应用;第二种增强了存储器和DSP资源,适合存储器和DSP比较密集的应用;第三种集成了收发器,适合宽带接口应用。此外,Altera还提供独特的从Stratix III FPGA至HardCopy结构化ASIC的无风险移植途径。

Stratix III采用了两种技术来降低功耗,同时达到了高性能要求。首先是Altera创新的可编程功耗技术,针对设计中需要的地方提高性能,而其它地方的功耗则降至最低。可编程功耗技术支持每一个可编程逻辑阵列模块(LAB)、DSP模块和存储器模块在高速或者低功耗模式下独立工作。而Quartus II 6.1软件的PowerPlay功能更是能够根据性能要求,自动控制每一个模块的工作模式。

Altera公司产品和企业市场副总裁Danny Biran称,Stratix III首次使设计师在给定的阵列模块内在高性能或低功率之间游走自如。正如Altera负责软件和系统工程的高级副总裁Misha Burich对EETimes的说法:在以往的Stratix和Stratix II中,所有模块总保持“亮”的状态;但是现在,我们有了“变光器”,在Stratix III中我们可以说,让我们“点亮”那些满足客户需求的模块吧。

第二种功率优化技术是可选内核电压,使设计师能够根据最大性能需求选择1.1V电压,或者根据低功耗要求选择0.9V电压。Quartus II 6.1针对所选内核电压使用专门的时序和功耗模型,进行所有与时序和功耗相关的分析和优化。

Gartner Dataquest高级副总裁兼行业分析师Bryan Lewis曾经表示,“尽管凭借Virtex-5,赛灵思是当之无愧的65nm FPGA首推者,但是Altera的65nm Stratix III看起来是一款极具竞争力的旗舰产品。其采用的最新功率技术,有望真正改进较大型插件式系统的总体功耗。”

据Altera称,Stratix III与 Stratix II相比密度提升两倍,性能提升25%,而动态功耗减少高达55%,静态功耗可被削减多达64%。而赛灵思的Virtex-5比90nm产品提升30%的性能,动态功耗的降低只有35%。显然,Altera为65nm FPGA的功耗和性能确立了新的标准。

赛灵思在应用上先行一步

面对竞争对手,赛灵思似乎并不担忧,该公司可编程数字系统市场营销总监Per Holmberg称,只有看到产品才知道双方性能差别。Holmberg指出:“我们的策略是有能力供货才发布产品,在变化非常快速的通信业,领先对手意味着更多先机。”

赛灵思最新发布的LXT平台是Virtex-5系列中针对领域进行优化的四种平台中的第二个,也是第一个提供硬代码PCI Express接口和三种业务以太网MAC模块的产品。LXT集成了业界最低功耗的65nm收发器,带宽在3.2 Gbps时的每通道典型功耗低于100mW。

Holmberg表示,从最初为通信领域提高带宽、降低成本和提升可扩展能力到现在,没有哪一种FPGA产品可以适用于所有应用,针对领域的优化是65nm FPGA的未来发展方向。

Virtex-5 LXT是Virtex-5系列中第一个高速串行平台,它针对的是从100 Mbps至3.2 Gbps的大量串行连接应用。以赛灵思早期客户之一的安捷伦为例,其高端仪器主要针对新兴市场,需要基于FPGA的具有高带宽连接以及在上市时间方面具有优势的SoC平台。Virtex-5 LXT 平台可以满足所需要的系统性能,同时提供由3.2 Gbps收发器带来的低功耗高速接口,而引脚兼容性也使之能够通过设计扩展来满足未来需求。

四种Virtex-5平台,除了高性能逻辑(LX)、具有串行连接性的高性能逻辑(LXT)外,还有2007年将进一步推出的具有串行连接性的高性能DSP(SXT)和具有串行连接性的嵌入式处理器(FXT)。

“语音、数据、视频三重业务对FPGA是更大的市场,需要更高性能的产品。而在电信、网络、视频、存储和高端服务器等很多应用中,未来5年,高速串行接口将成为主流。”根据分析报告,2009年PCI Express和千兆以太网将占80%的I/O接口。Holmberg进一步指出,最主流用户群集中在2-2.5Gbps,第二大流行趋势在1-1.5Gbps,因而,未来主流用户的中心需求点在3.2Gbps以内。

关键字:构架  功耗  接口

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/news/fpgaandcpld/200701/7849.html
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