Bu küçük FPGA şirketi teknik engelleri nasıl aştı ve iki dev Xilinx ve Intel ile nasıl yüzleşti? Yerli FPGA'ların gelişimi için çıkarımlar nelerdir?
Kaynak: öğretmen eski taştan bahsediyor
Küresel ölçekte, FPGA endüstrisinin ana pazar payı, Xilinx ve Intel tarafından sıkı bir şekilde kontrol edilmektedir. Zamanla, bu iki şirket kademeli olarak onbinlerce çekirdek teknoloji patentinden oluşan bir "hendek" inşa etti ve bu hendek, birçok FPGA şirketinin daha fazla gelişmesini de başarıyla engelledi. Lattice ve Microsemi gibi hayatta kalan bazı şirketler, genellikle ilerlemek ve düşük güç tüketimi ve havacılık gibi özel uygulamalarda uzmanlaşmak için yalnızca kılıçlarına güvenebilirler.
Ancak, bu yılın Mayıs ayının sonunda, Achronix adlı bir Amerikan şirketi, yüksek hızlı ağ iletimi, makine öğrenimi hızlandırma ve diğer alanlara odaklanan Speedster7t adlı bir FPGA ürününü piyasaya sürdü. Bu uygulama senaryoları yalnızca FPGA projelerinin geleneksel avantajlarına ait değil, aynı zamanda son yıllarda patlama yapan yeni FPGA uygulamalarını da içeriyor. Açıkçası, Achronix bu ürünü Xilinx ve Intel gibi dev FPGA şirketleriyle kafa kafaya rekabet etmek için kullanacak.
Bu biraz çamurlu şirket 15 yıldır kurulmuştur. Bu yıllarda Achronix sıfırdan, küçükten büyüğe büyüdü ve yavaş yavaş gelişti ve bugün dev FPGA şirketi ile rekabet edecek güvene sahip. Bir sonraki makalede, Lao Shi, Achronix'in en son FPGA'sının performans özelliklerini ve geliştirme sürecinin yerli FPGA endüstrimiz için ne gibi aydınlatıcı olduğunu analiz edecek.
Achronix kimdir
Achronix 2004 yılında kurulmuştur ve merkezi Santa Clara, Silikon Vadisi, ABD'de bulunmaktadır.Hindistan'da bir araştırma ve geliştirme merkezi ve Shenzhen'de bir şubesi bulunmaktadır. Achronix kuruluşunun üzerinden 15 yıl geçmesine rağmen hala özel bir şirket ... Dış dünya toplam finansman miktarının 180 milyon ABD Doları ile 200 milyon ABD Doları arasında olduğunu tahmin ediyor.
Achronix'in 2017'nin ilk çeyreğinde karlılık elde ettiğini ve çeyreklik gelirinin 2016'nın dördüncü çeyreğindeki 5 milyon ABD dolarından bir yıl sonra 40 milyon ABD dolarına sıçradığını ve o dönemde dünyanın en hızlı büyüyen haline geldiğini belirtmek gerekir. Önde gelen yarı iletken şirketlerinden biri.
Achronix'in son yıllarda hızlı gelişimi, bir yandan FPGA teknolojisinin sürekli ve kapsamlı uygulamasından, diğer yandan da kendi teknolojik ilerlemesinden faydalanmıştır. İlginç bir şekilde, fabrikasız bir çip şirketi olarak, Bir Chronix bir zamanlar Intel tarafından yapıldı ve FinFET teknolojisine dayalı dünyanın ilk FPGA'sını piyasaya sürdü, daha sonra Intel tarafından satın alınan ikinci en büyük FPGA üreticisi olan Xilinx ve Altera'dan bile daha erken. Achronix'ten bu FPGA, Ayrıca Intel dökümhanesi tarafından üretilen ilk FPGA .
"Geleneksel" FPGA yonga ürünlerine ek olarak, Achronix ayrıca mevcut ana yerleşik FPGA'nın (eFPGA) ana IP sağlayıcısıdır. ,Aşağıya bakınız. Önceki makalelerde belirtildiği gibi, Facebook dahil bazı büyük İnternet şirketlerinin Achronix'in eFPGA IP'sinin başlıca veya potansiyel müşterileri olduğuna inanılıyor.
(Achronix'ten resim)
Geleneksel FPGA ile karşılaştırıldığında, EFPGA'nın ana özelliği, programlanabilir mantık birimlerini ve diğer ASIC IP'leri aynı SoC'ye entegre etme ve böylece sistem güç tüketimini azaltırken yonga alanını azaltma becerisidir. ,Aşağıda gösterildiği gibi. EFPGA hakkında daha fazla bilgi için, ilgilenen okuyucular Laoshi'nin bu makalede tekrarlanmayacak olan önceki "eFPGA nedir" makalesine bakabilirler.
(Achronix'ten resim)
Speedster7t: Agilex ve ACAP için yeni bir FPGA kıyaslaması
Bu yılın Mayıs ayı sonunda piyasaya sürülen yeni Speedster7t serisi FPGA, Achronix'e Xilinx ve Intel'e meydan okumak için güven ve cesaret veren Achronix teknolojisinin ustası olarak görülmelidir. Aslında bu FPGA, ilgimizi hak eden birçok etkileyici teknik özelliğe sahiptir.
(Achronix'ten resim)
Süreç açısından, Speedster7t, TSMCnin 7 nanometre sürecine dayalı olarak üretilecektir , Bu, Xilinx'in "ACAP" yongası tarafından kullanılan üretim süreciyle aynıdır. TSMCnin 7 nanometre süreci Intelin 10 nanometre süreciyle aynı nesil olduğundan, Speedster7t proses üretimi açısından Intelin amiral gemisi FPGA "Agilex" ten daha düşük değildir.
Çip mimarisi açısından, Achronix'in bu FPGA'sının en büyük özelliklerinden biri, çip boyunca 2B yonga üzerinde ağ teknolojisinin kullanılmasıdır. , Bu Xilinx'in ACAP'ına bir kez daha denk geliyor.
Ağ-on-chip teknolojisi (NoC), bant genişliği darboğazlarının üstesinden gelmek için kademeli olarak ortaya çıkan önemli bir teknolojidir.Lao Shi'nin önceki yazılarında defalarca bahsedilmişti. Özellikle 5G, veri merkezi ağları ve diğer alanlar gibi yüksek hızlı ağ uygulamalarında, 400Gbps'ye kadar Ethernet trafiğinin FPGA kablo hızında işlenmesi başlamıştır. Geleneksel tasarım yöntemini kullanıyorsanız, bant genişliği gereksinimlerini karşılamak için 1024 bit genişliğinde bir veri yoluna ihtiyacınız var ve 724 MHz saat frekansında çalışıyorsunuz. Ek olarak, programlanabilir mantık birimlerinin genellikle çip üzerindeki ve çip dışı bellek ve makine öğrenimi hızlandırıcıları gibi belirli donanım hızlandırma modülleri dahil olmak üzere çip üzerindeki farklı konumlardan veri iletmesi gerekir. Çipte büyük miktarda veri aktarmak ve taşımak için yepyeni bir yonga üstü ağ NoC teknolojisinin benimsenmesi gerekir.
Speedster7t'de, yatay ve dikey 2B yonga üstü ağlar benimsenir ve 2GHz'e kadar frekanslarda çalışan 256 bit genişliğinde bir AXI veri yolu kullanılarak uygulanır ve böylece tek kanallı 512Gbps, toplam 20Tbps yonga üzerinde ağ bant genişliği sağlar.
Bant genişliği gereksinimlerini karşılamanın yanı sıra, yonga üzerindeki mantık birimi, yonga üzerinde ağ kullanılarak nispeten kaba taneli alanlara bölünebilir, böylece düzen algoritmasının karmaşıklığını büyük ölçüde azaltır ve zamanlama kapanma hızını artırır. Lao Shi, yonga üzeri ağ teknolojisinin gelecekte FPGA mimarisinin gelişimi için önemli bir yön olacağına inanıyor. .
Ek olarak, Speedster7t, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi farklı sabit nokta ve kayan nokta işlemlerini destekleyebilen birden çok makine öğrenimi işlemcisini (Makine Öğrenimi İşlemcisi-MLP) entegre eder. Ek olarak, bu FPGA, yapay zeka ve makine öğrenimi ile ilgili uygulamaların gerçekleştirilmesini karşılamak için çip üzerinde 300Mb'a kadar bellek birimlerini entegre edebilir. Yonga üstü bellek kapasitesi, Xilinx UltraScale + serisinin 500Mb'ye kadar yonga üstü belleğinden hala uzak olsa da, Intel Stratix10 serisi FPGA'ların yonga üstü bellek kapasitesiyle hemen hemen aynıdır.
(Achronix'ten resim)
Çip üstü ağ ve makine öğrenimi işlemcisine ek olarak, Speedster7t ayrıca PCIe Gen5, GDDR6, 112Gbps SerDes vb. Gibi birçok yüksek hızlı arabirimi de entegre eder, bu makale ayrıntılı olarak anlatılmayacaktır. Bu FPGA hakkında daha fazla teknik bilgi ve malzeme için, lütfen onu Knowledge Planet "Old Stone Talking Core-Advanced Edition" içinde görüntüleyin.
Achronix'in geliştirme sürecinin yerli FPGA için önemli aydınlanması
Achronix 15 yıldır, sıfırdan, küçükten büyüğe, iki büyük FPGA şirketi ile rekabet edebilecek şekilde gelişiyor, bunların arasında yerli FPGA şirketlerimizin öğrenebileceği birçok aydınlanma ve deneyim var.
Her şeyden önce, teknolojinin gelişmesi için kısayol yoktur. "Virajlarda sollama" konusunda aşırı batıl inançlara sahip olmayın. . Achronix teknolojisinin birikimi bir gecede elde edilmez, ancak on yıldan fazla sürekli yağış ve yenilik gerektirir. Özellikle son derece yüksek patent engellerine sahip FPGA endüstrisi için, ister çip mimarisi, anahtar IP, yüksek hızlı arayüz ve diğer çip donanım tasarımı, ister FPGA tasarım araçları ve ekosistem yapısı olsun, tekrar tekrar "kavisli sollama" yoluyla başarılması olası değildir. Sadece doğru yolda birikerek ve hızlanarak bir gün Achronix gibi ana sahnedeki ana oyuncularla rekabet edebilirsin.
İkincisi, yeni teknolojileri ve yeni yönleri benimseyin . Daha önce de belirtildiği gibi, yonga üzerinde ağ teknolojisi ve makine öğrenimi işlemcileri gibi birçok yeni teknoloji Achronix'in yeni nesil FPGA'larında kullanılmaktadır. Bu teknolojiler yalnızca Xilinx ve Intel'in en yüksek kaliteli FPGA'larında kullanılmaktadır. Bu sadece FPGA şirketlerinin en son teknolojiyi benimsemesinin ve kullanmasının önemini gösteriyor. FPGA'lerin gelişimi her zaman Moore Yasasını takip etmiştir ve bu yeni teknolojiler ve yeni yönler aynı zamanda FPGA'lerin Moore Yasasına devam etmesini sağlamıştır.
Üçüncüsü, "rahatlık bölgesini" terk etme ve birbirinizle yüzleşmeye cesaret etme cesareti . Lattice ve Microsemi gibi diğer FPGA şirketlerinden farklı olarak Achronix, yapay zeka ve yüksek hızlı ağ işleme gibi alanlarda geleneksel FPGA devlerine karşı sert olmayı seçiyor, kendine güveni ve cesareti gerçekten takdire şayan. Ülkemizin FPGA şirketleri için, geleneksel iş alanlarından çıkmak ve sürekli ortaya çıkan FPGA uygulama alanlarına etki etmek için çok çalışmaları gerekir.
Sonuç
Adımları biriktirmezseniz, bin mile ulaşamazsınız. Bugün, aceleci kalpler, nihilizm ve yapay çekirdeklerle Lao Shi, şirketin bu makaledeki on yıllık ısrarı ve mücadelesinin bize biraz ilham vermesi gerektiğine inanıyor.
(Not: Bu makale yalnızca yazarın kişisel görüşlerini temsil eder ve organizasyonla hiçbir ilgisi yoktur.
Yarı iletken endüstrisinin ilgili kamuya açık hesaplarını görmek için orijinal metni okumak için tıklayın.
