Achronix推出嵌入式FPGAIP 可满足高性能计算和网络加速

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随着物联网的快速发展，全民进入了数字化消费和数据收集的大环境，数据中心会面临着很大的挑战，FPGA作为最佳的硬件加速器，加速传统的多核CPU、SoC处理和卸载数据。但独立的FPGA也仅能处理对于低至中容量的应用，数据呈现爆发式增长后，需要硬件算法不断变化，才可满足需求。

嵌入式FPGA

的出现，可以解决市场上对高容量的应用，这无疑是雪中送炭。近日，致力于提供高性能，高密度FPGA方案的美国半导体公司

Achronix

，宣布推出

SpeedcoreeFPGA IP

,可以根据客户需求量身定制，将其集成到SoC芯片中，能大大提升性能，降低功耗，节约成本。

Achronix

Semiconductor董事长兼首席执行官

Robert Blake

表示： “

Achronix

曾是第一家提供带有嵌入式系统级别IP的高密度FPGA供应商。我们正在使用相同的、经过验证的技术向客户提供我们的eFPGA产品，这些客户都希望将ASIC设计的各种高效能和eFPGA可编程硬件加速器的灵活性结合在同一款芯片中。”

FPGA发展的三个阶段

Robert先生投身半导体行业25年，亲历着FPGA发展的三个阶段，Robert认为“FPGA的第一个阶段属于Altera、Xilinx时代,80年代到90年代中期，那时的FPGA不但小还很慢，主要用来做一些TTL逻辑，市场也仅有0－5亿美元；随着工艺发展，90年代中期到2015年，FPGA在第二个阶段可以大规模发展，速度得到提升，成本同时降低，主要作用是将不同的芯片连接起来，此阶段市场增长50亿美元；2016年堪称FPGA的第三个阶段，集中用在三个方面：一，云计算、高性能计算；二，网络加速；三，无线。以上主要用来加速CPU。”

图1：FPGA发展的三个阶段

SpeedcoreeFPGAIP迎市场需求应运而生

为了应对市场需求，有些厂商采用CPU多核处理，以提高性能，降低功耗；也有些厂商将FPGA和CPU封装起来提高速度。之前微软公司利用FPGA加速，提高速度是普通服务器的30倍。

从ASIC发展趋势上看，有越来越多的IP集成，例如：将内存、CPU、DSP等等集成到ASIC上，但唯独没有看到FPGA，Robert解释到：“这是由于成本和技术不到位”。但随着半导体工艺越来越小，所需成本的降低，价格上是可以承受的。在技术上没有人愿意提供，是因为技术难度大，而

Achronix

有着成熟的经验和完备的软件，

Speedcore

eFPGAIP历时3年的设计研发，如今抓住了时下的契机。”

相比传统FPGA，eFPGA的优势在哪里？

成本的减小：传统高端的FPGA结构，有50％的位置是FPGA核占用，剩下50％为可编程IO,高速收发器，并行转换器等等。而

嵌入式FPGA

，只有FPGA核的独立存在，其它都被略之，减少了成本。

图2：eFPGA体积的减小

图3：成本的减少

提高了信号完整性，降低了功耗：随着IO的减少， PCB面积、电路板层数的减少，信号完整性方面也减少了复杂性，同时降低了功耗。

图4：功耗的降低

性能的提高：独立FPGA在与其它器件交接时，要利用高速收发器，这样会造成一定的延迟，而

嵌入式FPGA

是嵌入在SoC内部，因此不需要收发器，延迟只需要一个时钟的周期。

图5：性能的提高

举个例子，这里用

Achronix

的

Speedcore

与Xilinx、Altera中端器件做了一个比较，作为

嵌入式FPGA

，

Speedcore

的优势在哪里？

图6：

Speedcore

与Xilinx、Altera中端器件的比较

以上数据表明，eFPGA相比传统FPGA

1．互联带宽增加10倍

2．互联延迟减少至1/10

3．功耗降低50％

4．成本降低90％

可定制化的eFPGA IP

Achronix

可根据客户需求,提供GDSII,仿真模型，测试模型、ACE软件设计工具以及一些文档，客户可以根据ACE软件进行开发。

Speedcore

以模块化方式构建，以方便客户在定义资源需求时灵活支持，同时也减少了开发时间。此外，模块化架构也支持

Achronix

方便地将这项技术移到不同的工艺技术和金属叠层上.现已提供TSMC的16纳米FinFET Plus（16FF+）工艺的

Speedcore

IP产品。

图7：定制化的

Speedcore

IP

钱从哪里来？

在谈到商业模式上，Robert先生表示：“我们有三种模式，第一将我们的IP授权给客户；第二可按出货量收取知识产权使用费；第三收取软件费用。”

Robert还透露：“

AchronixSpeedcore

eFPGA 今年已有1200万美金收入，明年预计会有4000万美收入”。

如此看来，eFPGA的出现，势必提速了云计算、网络、无线的应用。对于半导体行业，eFPGA可以推动技术的创新发展；对于

Achronix

，eFPGA不仅可以带来更大的收益，还是公司大展宏图的利器。

未来，当我们谈到FPGA时，也许让业界脱口而出的，不仅仅是Xilinx、Altera,或许还有

Achronix

。