通過應(yīng)用案例告訴你：賽靈思如何做到領(lǐng)先一代 - 全文

　　電子發(fā)燒友網(wǎng)訊：在賽靈思2013年分析師會(huì)議上，賽靈思公司Programmable平臺(tái)開發(fā)高級副總裁Victor Peng通過賽靈思公司產(chǎn)品方案的應(yīng)用舉例向大家生動(dòng)地說明了賽靈思公司的市場領(lǐng)導(dǎo)力以及為什么賽靈思能夠做到領(lǐng)先一代。

　　“記得兩年前在紐約開會(huì)時(shí)，我談到了即將推出的首款28nm產(chǎn)品，兩年過去了，我非常高興的為大家展示我們在28nm所取得成績，同時(shí)我相信我們領(lǐng)先了對手整整一代產(chǎn)品，并且我們也會(huì)把這種優(yōu)勢繼續(xù)保持到20nm產(chǎn)品上?！?，Victor Peng說，“我們的產(chǎn)品關(guān)注為客戶實(shí)現(xiàn)五大核心價(jià)值：可編程系統(tǒng)集成、更高的系統(tǒng)性能、更低的系統(tǒng)成本、更低的系統(tǒng)功耗以及更高的設(shè)計(jì)效率”。

　　1. 28nm產(chǎn)品優(yōu)勢及客戶分布

　　賽靈思公司在28nm上共有3大產(chǎn)品組合5個(gè)產(chǎn)品系列：分別是Artix（低價(jià)格低功耗）、Kintex（注重性價(jià)比）、Virtex（高端應(yīng)用）、Virtex家族系列中的3D IC和Zynq可編程SoC。

　　在此，Victor簡要的介紹了28nm產(chǎn)品各自的優(yōu)勢及客戶分布：

　　圖 賽靈思幾款A(yù)ll Programmable產(chǎn)品客戶分布

　　Artix：專門為功耗及成本進(jìn)行優(yōu)化、集成模擬混合信號，其系統(tǒng)成本可降低5-10美元；目前客戶為70名，雖說只有2款產(chǎn)品，但在通信及數(shù)據(jù)中心應(yīng)用中推廣的很快。

　　Kintex：擁有35%的能效提升、45%的速度提升、200%的DSP資源；目前客戶為550名以上，客戶的應(yīng)用領(lǐng)域數(shù)據(jù)中心、宇航及國防、廣播、汽車甚至消費(fèi)電子。

　　Virtex：借助3D技術(shù)，擁有比競爭對手多2倍帶寬及密度；目前客戶200名以上，該系列目前是賽靈思公司最主要的營收來源。

　　3D IC：業(yè)界首款3D IC 2000T已進(jìn)入量產(chǎn)階段、擁有HT家族異構(gòu)3D產(chǎn)品（該產(chǎn)品有兩個(gè)die：28G收發(fā)器和FPGA），相比競爭對手可提供4倍以上的收發(fā)器。該款產(chǎn)品預(yù)計(jì)今年晚些時(shí)候量產(chǎn)。

　　2. 應(yīng)用案例，闡述賽靈思領(lǐng)先一代的緣由

　　Victor介紹到，“賽靈思公司經(jīng)常會(huì)提到系統(tǒng)，這是因?yàn)榭蛻衄F(xiàn)在根本不在乎一款芯片性能好壞，而是在乎他們整合后的系統(tǒng)到底性能如何?！?為此，Victor在此舉了幾個(gè)例子形象地為我們展示賽靈思的市場領(lǐng)導(dǎo)力，并解釋了為什么賽靈思公司能夠領(lǐng)先一代。

　　（1）Artix-7在視頻監(jiān)控中的優(yōu)勢

　　在視頻監(jiān)控應(yīng)用市場中，圖像質(zhì)量算法是核心競爭力?？蛻魝兌紦碛凶约旱腎P及算法，并且高端客戶都希望建立一套定制化解決方案。采用ASIC，成本會(huì)讓其無法接受；使用ASSP，成本雖然下降，但可實(shí)現(xiàn)差異化的地方卻少了。如果采用賽靈思公司的Artix解決方案，客戶可以導(dǎo)入其自主IP，同時(shí)還具備相比ASSP更低的BOM成本以及功耗、性能會(huì)比ASSP更棒等優(yōu)勢。如下圖所示：在視頻監(jiān)控中，相比現(xiàn)有的ASSP解決方案，賽靈思Artix-7解決方案在連接和視頻壓縮上更具集成性、系統(tǒng)性能提升2倍、BOM成本降低40%、總功耗降低40%、采用SmartCORE Vision IP能加速生產(chǎn)力。

　　Victor補(bǔ)充道，“除了提供器件，賽靈思也提供SmartCORE IP，客戶可以直觀的看到我們和第三方共同開發(fā)的參考設(shè)計(jì)IP，更可以直接拿來使用?！?/p>

　　圖 Artix與視頻監(jiān)控

　　（2）Kintex-7在航空駕駛員顯示平臺(tái)的優(yōu)勢

　　Victor表示：“在航空航天領(lǐng)域，F(xiàn)PGA一直被認(rèn)為是最佳解決方案之一，在這個(gè)例子中，我們可以看到 28nm FPGA是如何取代目前的FPGA的?！?/p>

　　在此應(yīng)用中，Kintex-7產(chǎn)品擁有著更高的集成度，一顆FPGA等于過去三顆FPGA的容量，與此同時(shí)，Kintex-7擁有更高速的收發(fā)器，因此可以使用更好更快速的周邊配件，諸如攝像頭等等。除了性能提升2倍、BOM成本降低1倍、功耗降低20%等等，更重要的是，整個(gè)方案均符合DO-254標(biāo)準(zhǔn)，賽靈思公司為客戶提前準(zhǔn)備了很多不是核心但又不得不做的事情，從而進(jìn)一步加速產(chǎn)品的上市周期。

　　圖 Kintex與航空航天顯示系統(tǒng)

　　（3）Virtex-7 3D IC在半導(dǎo)體設(shè)備的線卡上的優(yōu)勢

　　Virtex-7 3D IC有兩倍于競爭對手的密度，因此相同的資源下，3D IC能節(jié)約更多的板上空間。舉個(gè)例子：半導(dǎo)體設(shè)備上的線卡，如果客戶要求更高性能、更低價(jià)格以及更簡單的板級設(shè)計(jì)的話，毫無疑問，2倍密度的3D IC更為合適。如下圖，相比現(xiàn)有架構(gòu)，賽靈思28nm解決方案的板級設(shè)計(jì)明顯簡單很多，并且，如果使用Virtex-7 3D IC的話，一顆FPGA等于過去兩顆FPGA的容量、性能上提升2倍、BOM成本降低50%、總功耗降低20%、PCB板設(shè)計(jì)也更快。

　　圖 Virtex與線卡

　　另外一個(gè)3D IC的例子是異構(gòu)3D IC，擁有16個(gè)28G收發(fā)器，可支持4路100G光通訊傳輸，滿足CFT2標(biāo)準(zhǔn)。更高速的收發(fā)器意味著更低的端口功耗，更低的成本以及更高端性能。

　　3. Zynq：業(yè)界首款內(nèi)置ARM硬核的FPGA

　　Victor最后跟我們談到Zynq：“Zynq是業(yè)界首款內(nèi)置ARM硬核的FPGA，可以同時(shí)為客戶提供軟件及硬件編程能力，客戶可以通過兩種方式實(shí)現(xiàn)差異化設(shè)計(jì)。我認(rèn)為Zynq是取代ASSP及ASIC的最佳產(chǎn)品，我們目前已發(fā)售了超過兩萬顆，與此同時(shí)，我們也圍繞其創(chuàng)造了良好的廣泛的生態(tài)系統(tǒng)，擁有超過100家第三方合作公司?，F(xiàn)在Zynq已廣泛的用于通信、國防、工業(yè)、廣播或汽車行業(yè)中，擁有超過350個(gè)獨(dú)立客戶，已然可以與Kintex系列相同?！?/p>

　　圖 Zynq的客戶分布

　　Zynq成功的“秘訣”

　?。?）Zynq在駕駛輔助系統(tǒng)中的優(yōu)勢

　　Victor以汽車駕駛輔助系統(tǒng)應(yīng)用來說明Zynq的成功之處，盡管此前的駕駛輔助系統(tǒng)也有FPGA，但其只是負(fù)責(zé)圖像處理任務(wù)，絕大部分核心任務(wù)仍由DSP 執(zhí)行，同時(shí)，也需要一個(gè)MCU進(jìn)行控制。而Zynq的出現(xiàn)，可以涵蓋以上三個(gè)芯片，一方面有高性能ARM處理器，另外則是擁有比DSP芯片還要豐富的 DSP處理單元，客戶可以在一個(gè)芯片內(nèi)體現(xiàn)自己的軟硬件差異化。此外，賽靈思同樣提供SmartCORE等服務(wù)，加速客戶設(shè)計(jì)。

　　圖 Zynq與駕駛輔助系統(tǒng)

　　（2）Zynq在數(shù)據(jù)中心的安全處理器的優(yōu)勢

　　另外一個(gè)例子則是數(shù)據(jù)中心的安全處理器，以往都是ASIC的天下，而現(xiàn)在，更經(jīng)濟(jì)快速的方式反而是FPGA，因?yàn)閆ynq可以為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)處理提供更安全的專屬產(chǎn)品。

　　圖 Zynq與數(shù)據(jù)中心安全處理

　　4. Vivado：FPGA設(shè)計(jì)方式的革命

　　關(guān)于Vivado，賽靈思公司不只關(guān)注發(fā)售多少芯片，產(chǎn)生多少營收，而是更關(guān)注整個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期。Victor強(qiáng)調(diào)，“Vivado是我們四年研發(fā)的結(jié)晶，現(xiàn)在我敢肯定的說，對于同樣一個(gè)硅芯片平臺(tái)來說，Vivado的效率和結(jié)果都要好得多?！?/p>

　　據(jù)賽靈思公司的統(tǒng)計(jì)，新發(fā)售的28nm產(chǎn)品一半以上都采用了Vivado設(shè)計(jì)套件。賽靈思公司的Vivado高級綜合方案可以使客戶直接利用C、C++或 SystemC進(jìn)行設(shè)計(jì)，而無需使用低效的RTL。Victor認(rèn)
為，Vivado是FPGA設(shè)計(jì)方式的一種革命。今后，客戶不用再關(guān)注低級別的邏輯設(shè)計(jì)，可以將更多的精力投入系統(tǒng)及算法層的設(shè)計(jì)中去。

　　5. 20nm時(shí)代來臨前的準(zhǔn)備

　　在20nm時(shí)代即將到來之際，賽靈思公司會(huì)繼續(xù)發(fā)展傳統(tǒng)Programmable FPGA、3D IC以及SoC三類產(chǎn)品，對于3D IC賽靈思也會(huì)繼續(xù)整合更多資源、包括內(nèi)存、SoC等都可能被整合，真正解決目前的系統(tǒng)瓶頸。對于FPGA，賽靈思將整合更多模擬混合信號單元。而對于 Zynq，則會(huì)集成更多更先進(jìn)的處理器內(nèi)核，同時(shí)在軟件開發(fā)環(huán)境上，也會(huì)繼續(xù)提高產(chǎn)品的效率，將FPGA設(shè)計(jì)由月計(jì)算單位變?yōu)橹苡?jì)算單位。

　　在20nm時(shí)代，具體以市場需求來劃分的話，對于有線網(wǎng)絡(luò)來說，收發(fā)器是關(guān)鍵所在，目前高端收發(fā)器運(yùn)行速度一般維持在13.1G，而在20nm時(shí)，賽靈思公司要提升至33G甚至更高。

　　“無線基礎(chǔ)設(shè)施則對于DSP性能需求較高，所以我們會(huì)將DSP處理性能提升一倍，同時(shí)降低系統(tǒng)的功耗。而對于Smarter Network方面，需求更強(qiáng)的處理能力，這里的處理不是DSP而是傳統(tǒng)的處理器，而無論在主系統(tǒng)結(jié)構(gòu)還是輔助處理上。因此我們FPGA的通用處理能力將提高50%?！保琕ictor表示，“正如兩年前我宣布賽靈思進(jìn)軍28nm時(shí)一樣，現(xiàn)在我們已經(jīng)和早期客戶共同開發(fā)20nm產(chǎn)品，并且在下個(gè)季度正式tape out。正如你們所看到我們在28nm的表現(xiàn)一樣，在20nm上我們相信將會(huì)成為最先tape out 20nm產(chǎn)品的公司之一?！?/p>

　　圖 滿足Smarter system下的8系列產(chǎn)品性能預(yù)測

　　圖 28nm領(lǐng)先一代