Achronix全球首款22nm FPGA，瞄準(zhǔn)高端通信市場

　　英特爾在4月23日正式發(fā)布Ivy Bridge處理器。Ivy Bridge是英特爾首款22nm工藝處理器，采用革命性的三柵極3D晶體管工藝制造。緊隨其后，美國FPGA廠商Achronix在次日便宣布發(fā)布全球首款22nm工藝制造的全新Speedster22i系列FPGA產(chǎn)品。

　　英特爾從傳出要開始最新工藝代工業(yè)務(wù)以來，業(yè)內(nèi)一直很好奇。悄無聲息之間，英特爾的代工業(yè)務(wù)正在壯大起來。目前已經(jīng)有至少三家廠商采用其22nm新工藝：FPGA廠商Archronix、Tabula以及流處理器廠商Netronome。此次Archronix發(fā)布的最新FPGA產(chǎn)品從晶圓制造、 IP、封裝、測試都由英特爾包辦，讓人對二者關(guān)系浮想聯(lián)翩。Archronix公司CEO Robert Blake先生對此疑問的回答是：二者是密切的合作伙伴，不便透露更多細節(jié)。

　　此次Archronix發(fā)布的Speedster22i包括HD（高容量）和HP（高性能）兩個產(chǎn)品系列，主要面向高端通信和測試應(yīng)用。二者享有相同的硬核IP和IO架構(gòu)，不同之處在于，HD系列采用與大多數(shù)FPGA廠商一樣的同步技術(shù)，適用于高端通信、光網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域；HP系列采用專有技術(shù)的異步技術(shù)，適用于需要強大運算處理能力的高端市場。

　　HD系列FPGA是一系列基于同步的FPGA產(chǎn)品，它們將密度最高的FPGA與最低的功耗結(jié)合在一起。在HD系列中有四個成員，其中最大的器件擁有 170萬個有效的查找表和144Mb嵌入式RAM。此外，還帶有最多可達16個28Gbps的高速收發(fā)器（SerDes）、64個12.75Gbps的 SerDes和960個通用2.133Gbps的I/O，HD系列提供了業(yè)界最高的I/O帶寬，這是高端交換機和橋接應(yīng)用的關(guān)鍵。HD1000的工程樣片預(yù)計今年三季度可發(fā)貨。

　　HP系列FPGA產(chǎn)品利用了Achronix擁有專利的picoPIPE自定時鐘體系結(jié)構(gòu)，且可運行在高達1.5GHz的主頻上，比基于同步的 FPGA快3到4倍。Speedster22i HP FPGA產(chǎn)品專為前饋數(shù)據(jù)流和DSP應(yīng)用獲得最大性能而設(shè)計。HP系列有兩款產(chǎn)品，其中最大的器件擁有25萬個查找表和64Mb的嵌入式RAM 。HP的工程樣片預(yù)計在明年一季度供貨。

　　Archronix FPGA三大策略性優(yōu)勢

　　目前FPGA設(shè)計人員面臨的首要挑戰(zhàn)就是如何滿足功耗要求，制造工藝從65nm到40nm，再發(fā)展到28nm，器件密度和性能提升緩慢，而（靜態(tài)和動態(tài)）功耗增長很快，業(yè)內(nèi)對降低功耗的吁求很高。

　　而英特爾最新的22nm工藝相比28nm工藝，就單個晶體管而言，性能可提升接近40%，功耗降低50%。Archronix公司CEO Robert Blake先生表示：“通過采用英特爾最新22nm工藝，同時結(jié)合Archronix在內(nèi)核結(jié)構(gòu)和嵌入式硬IP方面的技術(shù)，可以做到產(chǎn)品只有市場競爭類產(chǎn)品一半的功耗和一半的成本，同時配合設(shè)計工具和軟件，可以幫助開發(fā)人員將產(chǎn)品快速推向市場。”

　　采用最新工藝降低功耗成本是其優(yōu)勢之一，優(yōu)勢二是針對特定領(lǐng)域推出目標(biāo)應(yīng)用FPGA產(chǎn)品。大多數(shù)典型的FPGA產(chǎn)品主要針對通用市場，性能高，可編程性強，同樣價格也不便宜。而針對具體應(yīng)用領(lǐng)域的ASSP、ASIC產(chǎn)品，雖然價格相對便宜，但功能單一，編程能力不強。

　　Archronix的FPGA產(chǎn)品就是針對這二者之間的特定領(lǐng)域，相對于通用FPGA，Speedster22i內(nèi)置嵌入式硬核IP，包括完整的 I/O協(xié)議棧，可用于10/40/100G、Interlaken、PCI Express gen1/2/3和用于2.133Gbps DDR3的內(nèi)存控制器。在其它的FPGA中，這些功能都由可編程陣列來實現(xiàn)，而且嵌入式硬核IP消耗的功率比在通用FPGA的可編程結(jié)構(gòu)中執(zhí)行相同功能要少90%；相對于ASSP、ASIC產(chǎn)品，Speedster22i擁有可編程能力，設(shè)計人員根據(jù)需要增加不同的功能。更重要的是通過這些嵌入式硬核IP 消除了采購、集成和測試這些功能相應(yīng)的軟核IP成本。

　　在談到特定應(yīng)用市場，Archronix公司CEO Robert Blake表示：“到2014年，全球高端FPGA市場規(guī)模至少達到30億美元，ASSP和ASIC市場規(guī)模在110億美元左右，市場對高端FPGA需求非?？捎^，尤其是中國市場表現(xiàn)搶眼?！?他還表示中國現(xiàn)已成為全球最大的高端FPGA市場，市場規(guī)模已經(jīng)超過日本、歐洲。而Archronix公司專注的市場主要是高端通信市場。

　　優(yōu)勢三是提供最好的硬IP技術(shù)和設(shè)計工具。前面已經(jīng)提到，針對特定應(yīng)用市場，內(nèi)置一些嵌入式硬核IP：Ethernet MAC、100G Interlaken、PCI Express、DDR3控制器。而傳統(tǒng)FPGA產(chǎn)品需要通過編程實現(xiàn)，使時序收斂具有挑戰(zhàn)性并要求占用可編程陣列中高達50萬個的等效查找表 （LUT）。這給傳統(tǒng)的FPGA設(shè)計增加了大量的成本和功耗，而在Speedster FPGA產(chǎn)品中它們都是基本的連接。

　　同時，Achronix可提供成熟的軟件設(shè)計支持。HD和HP兩個系列都能提供易于使用的ACE設(shè)計軟件4.2版本支持，該軟件現(xiàn)已可供貨。ACE 是一款構(gòu)建在業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的Eclipse平臺開源平臺上的FPGA設(shè)計工具，使ACE對曾經(jīng)使用過構(gòu)建于Eclipse平臺的其它任何設(shè)計工具的工程師都簡單易學(xué)。目前已經(jīng)有超過500個授權(quán)方使用，并支持Windows和Linux兩個版本。