Firma Xilinx, przy współpracy z TMSC, opracowała architekturę FPGA, produkowaną w procesie 20 nm. Jak zapowiada producent, rodzina UltraScale, która jest w ostatniej fazie projektowania (tak zwany tapeout), ma obejmować pierwsze na rynku „w pełni programowalne układy klasy ASIC”. Co kryje się pod tymi marketingowymi zaklęciami? Na kanwie tego ciekawego przykładu postaramy się to wyjaśnić w tym krótkim tekście.

Między firmą Xilinx a jej głównym konkurentem, Alterą, toczy się ostatnio wojna na słowa. Niemodne stało się produkowanie po prostu nowych, lepszych układów FPGA. Podczas gdy Altera zadowala się projektowaniem „SoC FPGA”, Xilinx mówi już o „All Programmable devices”, a nawet „Extensible Processing Platforms”. Wszystkie te określenia oznaczają jednak po prostu FPGA, wyposażone ewentualnie w jakiś procesor.

Podczas, gdy Altera chwali się współpracą z Intelem i wykorzystywaniem jego technologii  14 nm Tri-Gate (FinFET), mniejsze firmy używają 22-nanometrowej wersji tego procesu już od jakiegoś czasu i wcale nie znokautowały za jego pomocą konkurencji. Z drugiej strony, Xilinx ogłasza z pompą pierwszy na świecie tapeout w technologii 20 nm autorstwa firmy TSMC. Czym jednak jest tapeout? W gruncie rzeczy tylko zakończeniem procesu projektowania, polegającym na przesłaniu projektu do fabryki, po którym musi minąć jeszcze przynajmniej kilka miesięcy, zanim ostateczna wersja układu faktycznie trafi do sprzedaży.

Według analityków Electronic Engineering Journal za całym reklamowym bełkotem ukryta jest jednak całkiem interesująca treść. Po pierwsze Xilinx prawdopodobnie wyprzedzi Alterę w wyścigu i pierwszy wprowadzi na rynek nową generację układów. Z drugiej strony, lekko spóźniona Altera wypuści układy nieco szybsze, gdyż w swojej strategii produktu ominęła stację „20 nm”.

Tym, co zdaniem EE Journal jest szczególnie istotne jest wspominane przez Xilinx zwiększenie w układach UltraScale zasobów służących rutowaniu oraz ich ścisłe dopasowanie do możliwości pakietu projektowego Vivado, dzięki czemu możliwe jest potencjalnie uzyskanie znacznie wyższej wydajności, lepszego wykorzystania zasobów oraz szerszego pasma pracy. Warto też zwrócić uwagę na zastosowanie niezależnego taktowania różnych regionów chipu, szersze multiplikatory w blokach DSP oraz większą liczbę szybszych i szerszych portów SDRAM.

Warto jeszcze wspomnieć potencjalne zastosowania zapowiadanych teraz układów FPGA, podawane przez Xilinx. Są to: systemy optycznych sieci transportowe (OTN) o przepustowościach do 400 Gb/s z inteligentnym przetwarzaniem pakietów i zaradzaniem ruchem, następna generacja sieci LTE i WCDMA z inteligentnym formowaniem wiązki czy przetwarzanie strumieni wideo w jakości Ultra-HD, także w standardzie 8K (7680 × 4320, czyli 33,1 megapikseli).

Szczegółowe informacje można znaleźć na stronie produktowej.