赛灵思CTO笑谈可编程技术未来

作者:张国斌
自从可编程器件诞生后,成本就一直是被ASIC厂商诟病的关键因素,而且,随着半导体工艺技术的发展以及经济危机的影响,成本变得更加敏感。FPGA的成本俨然成了ASIC的一块挡箭牌,也似乎成了FPGA的一个不破魔咒。不过,现在这个魔咒有望破解了,“采用赛灵思的EasyPath™-6 FPGA,不但可实现6周供货,而且成本比同等FPGA器件直降35%!,”近日,赛灵思CTO兼高级副总裁Ivo Bolsens在接受电子创新网专访时指出。

与其它方法不同,赛灵思的EasyPath-6 FPGA 既非从ASIC 转化而来,也不是布线增强 (routing-hardened) 的 FPGA。从Virtex-6移植到EasyPath-6器件完全不涉及任何附加设计条件、返工或者对 FPGA 设计的重新优化,也不涉及线路板的重新布局。厂商要做的就是把设计文件提交给赛灵思,一旦设计文件提交给赛灵思后,晶圆即会被按照标准FPGA相同的电气参数进行测试,然后根据客户设计使用的特定资源进行筛选。最后,裸片在六周内完成组装、标记和最终测试,以确保功能和性能。Ivo Bolsens用“无风险、无NRE费用、无需认证检测”来形容其简便,并表示市场上没有任何其它FPGA成本降低解决方案,能够在这么短的时间内完成从原型设计到量产的转化。

六周,这个时间甚至短于很多IC器件的供货周期,如此短时间供货,还免费所有检测费用。不过,EasyPath-6 FPGA不再具有可编程性,而且芯片大小和对等的Virtex-6 FPGA一样,不会变化。“我们认为需要提供这样服务的客户考虑的是如何降低成本的问题,而不是再将芯片缩小功耗降低的问题。”Ivo Bolsens指出。

EasyPath-6 FPGA与其他公司的类似产品一个很大不同是极大地的方便了客户,Ivo Bolsens一手拿着一本厚厚的手册,一手拿着三张薄纸,形象地说明了两种方法的异同。“我们的做法非常简单,你只需将设计文件提交给我们即可,剩下的由赛灵思来完成。而其他公司的做法则需要客户首先研读厚厚的授手册。”

由于赛灵思Spartan-6系列FPGA瞄准的是低成本应用,所以EasyPath-6 FPGA只针对Virtex®-6 FPGA,客户可任意选择Virtex®-6 LX、LXT、SXT 和 HXT 器件来实施其设计,并降低设计成本。

FPGA应用领域呈加速拓展势态

2009年,在中国政府的经济刺激政策引导下,中国半导体市场率先走出低谷,很多深耕中国市场的半导体公司都笑逐颜开,因为中国市场贡献的营收不断在攀升,赛灵思也同样收获颇丰,Ivo Bolsens透露继2季度公司营收增长10%后,3季度营收还将增长10%!而且亚太市场的营收贡献率已经追上北美市场。“中国市场营收贡献比重很大,中国是个‘大象’。”
他形象地暗示了中国市场的份额。

提起FPGA,自然少不了和ASIC之间的纠葛。Ivo表示由于消费者日益追求个性化,实际上原先看似巨大的大众市场已经碎片化和小众化了。“很多消费者虽然组成了大众市场,但是实际上每个消费者却需要个性化的产品和服务,这种矛盾让ASIC厂商非常为难。”他指出,“而且随着半导体工艺尺寸缩小,掩模费用大幅度上升,你必须用很多芯片量来支撑这个成本,未来ASIC可能就是少数大厂可以玩的游戏了,这让很多中小ASIC厂商难以承受。。”

“我们称这些ASIC厂商为‘ASIC难民’,我们的EasyPath-6 FPGA实际上也可以帮助他们解决困境。”他强调。

实际上,FPGA的应用领域已经不断拓展了,下图所示的两个红圈分别为ASIC和FPGA的传统应用领域,现在FPGA的应用已经不断向左延伸。

 FPGA应用不断拓展
图2 FPGA应用不断拓展

那么FPGA将向哪些领域延伸呢?提起FPGA的应用,很多人立即想到的是通信、汽车电子,但是现在随着FPGA日益强大,其应用领域已经大大超出了我们的想象,Ivo列出了几个FPGA的新领域:智能电网(smart grid)、绿色IT、安全架构、云计算(cloud computing)、新一代存储设备等等。

“我们已经获得了英特尔公司的QPI(Quick Path Interconnect)总线授权,FPGA将应用在服务器领域,帮助提升服务器内CPU间的互连速度,提升处理效率。”他解释了FPGA在绿色IT领域的一个应用,“例如在下图所示的主板上,以前红圈的位置是放置CPU,现在放置了一块FPGA,它用于处理器之间和系统组件之间的互联通信。”
“采用了FPGA的服务器处理能效可以大大提升。”他强调。

2009年8月31日英国格拉斯哥大学发布消息称,该校科学家通过使用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)芯片系统,能够以高出目前标准处理器20倍的速度完成文档检索,可大幅降低使用网络搜索的碳排放量,搜索引擎巨头谷歌称,通过谷歌搜索引擎的每一次搜索会产生0.2克的二氧化碳排放量,而美国哈佛大学的物理学家阿历克斯•维兹纳尔-格罗斯则称,每一次搜索所产生的二氧化碳排放量高达7克。

目前,信息和通信技术领域造成的二氧化碳排放量已占全球二氧化碳排放总量的大约2%。可见如果采用FPGA来实现搜索则可以大幅度降低碳排放量。

 FPGA在服务器上的应用
图3 FPGA在服务器上的应用

除了应用在IT领域,FPGA在智能电网、存储、智能马达等领域也将一显身手。Ivo表示FPGA在可重构技术领域也开始显山露水,他透露目前赛灵思和合作伙伴已经实现了动态可重配置,就是在FPGA工作的情况下对某些电路进行重新配置,有了这样的技术,未来实现可以自我修复的机器就不再是梦想了。

未来的FPGA会是怎样?

这是很多人都关心的话题,毫无疑问,FPGA将采用更先进的工艺,也许28nm工艺的FPGA已经准备推出,“我们和联电一直合作的很好,产品良率稳定,在新的工艺开发上稳步前进。”Ivo指出。

另外,FPGA也将集成更多存储容量和其他硬核(例如近日赛灵思宣布和ARM的合作)。
“未来的FPGA中嵌入ARM内核,并会采用ARM的AMBA总线。”他补充道。

“虽然很多人认为摩尔定律已经在逐渐失效,但是我们认为摩尔定律在FPGA领域依然有效。”Ivo含笑来了个神龙摆尾,巧妙地回答了“赛灵思下一代FPGA何时推出”的问题。
由此我们推测赛灵思将在2010年8月左右推出其下一代FPGA 产品,这个新一代产品会有什么独特功能?让我们翘首以待吧。