常見問題解答：Xilinx采用首個ASIC級UltraScale可編程架構(gòu)之首款20nm All Programmable器件開始投片

　　1. 賽靈思將在 2013 年7 月9 日宣布推出什么產(chǎn)品?

　　賽靈思宣布 20nm 兩項新的行業(yè)第一，延續(xù) 28nm 工藝節(jié)點上一系列業(yè)界創(chuàng)新優(yōu)勢：

　　· 賽靈思宣布開始投片半導(dǎo)體行業(yè)首款 20nm 器件以及投片 PLD 行業(yè)首款 20nm All Programmable 器件。

　　· 賽靈思新的 20nm 器件采用了行業(yè)首款 ASIC 級可編程架構(gòu)——UltraScale?架構(gòu)。

　　2. 賽靈思提出的在 28nm 工藝上“領(lǐng)先一代”指的是什么意思?

　　對于 28nm 工藝，賽靈思并不是簡單地將傳統(tǒng) FPGA 移植到新的工藝節(jié)點上，而是設(shè)計出了大量 FPGA 創(chuàng)新技術(shù)并率先推出了業(yè)界首款商用 All Programmable 3D IC 與 SoC。這代器件產(chǎn)品已被數(shù)百家用戶的終端應(yīng)用所采用。賽靈思在突破性技術(shù)的推出與客戶推廣方面一直領(lǐng)先于競爭對手多年，并因此而受益。

　　3. 賽靈思提出的“繼續(xù)領(lǐng)先一代”是指什么?

　　憑借 UltraScale 架構(gòu)的推出，我們將繼續(xù)保持在 28nm 工藝上多年領(lǐng)先競爭對手的優(yōu)勢。通過結(jié)合臺積電的尖端技術(shù)并與 Vivado?設(shè)計套件實現(xiàn)協(xié)同優(yōu)化，賽靈思的 UltraScale 架構(gòu)可以提供 1.5 倍至 2 倍的系統(tǒng)級性能和集成度。

　　4. 什么是 UltraScale 架構(gòu)?

　　UltraScale 架構(gòu)在完全可編程架構(gòu)中應(yīng)用尖端的 ASIC 技術(shù)，能從 20nm 平面 FET 擴展至 16nm 鰭式 FET 甚至更先進的技術(shù)，并可從單芯片電路擴展為 3D IC。UltraScale 架構(gòu)不僅可以解決系統(tǒng)總吞吐量擴展和時延方面的局限性，而且還能直接突破高級節(jié)點上的頭號系統(tǒng)性能瓶頸，即互連問題。

　　5. ASIC 級 UltraScale 架構(gòu)能為賽靈思 FPGA、3D IC 和 SoC 帶來哪些優(yōu)勢?

　　該架構(gòu)在布線、類似 ASIC 的時鐘分布、增加 CLB 邏輯、控制集功能以及關(guān)鍵路徑優(yōu)化方面具有明顯的優(yōu)勢。這些增強功能可以滿足客戶更高性能設(shè)計在海量數(shù)據(jù)流、I/O 帶寬以及實時數(shù)據(jù)包、 DSP 和圖像處理等方面的要求。UltraScale 架構(gòu)創(chuàng)新技術(shù)與 Vivado 設(shè)計套件結(jié)合使用，將在不降低性能的前提下實現(xiàn)90%以上的器件利用率。

　　首批 Kintex?和 Virtex? UltraScale 器件的推出將進一步擴展賽靈思的 All Programmable 產(chǎn)品系列。

　　6. UltraScale 架構(gòu)的目標應(yīng)用是什么?

　　基于 UltraScale 架構(gòu)的 FPGA 將支持新一代智能系統(tǒng)，滿足其新的高性能架構(gòu)要求，這些應(yīng)用包括：

　　· 帶智能包處理和流量管理功能的 400G OTN

　　· 帶智能波束形成功能的 4X4 混合模式 LTE 和 WCDMA 無線電

　　· 帶智能圖像增強與識別功能的 4K2K 和 8K 顯示屏

　　· 用于智能監(jiān)視與偵查(ISR)的最高性能系統(tǒng)

　　· 數(shù)據(jù)中心使用的高性能計算應(yīng)用

　　· 賽靈思網(wǎng)站 Xilinx.com 上列出的其它應(yīng)用

　　7. UltraScale 器件如何對已有的賽靈思產(chǎn)品組合進行補充?

　　7 系列和 Zynq-7000 All Programmable 系列在系統(tǒng)性能、能效和成本效率方面都占據(jù)行業(yè)領(lǐng)先地位。對于很多應(yīng)用來說，賽靈思 28nm 產(chǎn)品在未來數(shù)年內(nèi)都將成為客戶的最佳解決方案。為了支持更快更智能網(wǎng)絡(luò)以及智能視覺和智能設(shè)備不斷增長的大趨勢， 將會涌現(xiàn)出一批需要海量數(shù)據(jù)流的應(yīng)用，而且其所要求的性能只有通過賽靈思 UltraScale 架構(gòu)才能實現(xiàn)。

　　8. 與 Vivado 設(shè)計套件進行協(xié)同優(yōu)化的好處是什么?

　　在引領(lǐng) 28nm 技術(shù)的四年中，賽靈思開發(fā)出了全新一代設(shè)計環(huán)境與工具套件，即 Vivado 設(shè)計套件。在20nm 和 16nm 工藝技術(shù)方面，賽靈思繼續(xù)將 FPGA、SoC 和 3D IC 與新一代 Vivado 設(shè)計套件實現(xiàn)協(xié)同優(yōu)化。

　　設(shè)計人員通過工具、器件和 IP 的同步構(gòu)建與優(yōu)化，可在挖掘芯片最大價值和性能的同時縮短設(shè)計與實現(xiàn)流程。

　　9. UltraScale 架構(gòu)如何應(yīng)對海量數(shù)據(jù)流挑戰(zhàn)?

　　· 時鐘

　　UltraScale 架構(gòu)通過解決時鐘歪斜、大量總線布局以及系統(tǒng)功耗管理等相基礎(chǔ)問題，實現(xiàn)極高的新一代系統(tǒng)速率，有效應(yīng)對海量數(shù)據(jù)流挑戰(zhàn)。憑借 UltraScale 類似于 ASIC 的多區(qū)域時鐘功能，設(shè)計人員可以將系統(tǒng)級時鐘放置在最佳位置(幾乎可以是芯片上的任何位置)，使系統(tǒng)級時鐘歪斜大幅降低達 50%。

　　· 布線

　　UltraScale 新一代互連架構(gòu)與 Vivado 軟件工具進行了協(xié)同優(yōu)化，在可編程邏輯布線方面取得了真正的突破發(fā)。賽靈思將精力重點放在了解和滿足新一代應(yīng)用對于海量數(shù)據(jù)流、多 Gb 智能包處理、多Tb吞吐量以及低時延方面的要求。通過分析我們得出一個結(jié)論，那就是在這些數(shù)據(jù)速率下，互連問題已成為影響系統(tǒng)性能的頭號瓶頸。UltraScale 布線架構(gòu)從根本上完全消除了布線擁塞問題。結(jié)論很簡單：

　　只要設(shè)計合適，布局布線就沒有問題。

　　· 功耗

　　每代 All Programmable 邏輯器件系列都能顯著降低系統(tǒng)級功耗，UltraScale 架構(gòu)正是建立在這一傳統(tǒng)優(yōu)勢之上。低功耗半導(dǎo)體工藝以及通過芯片與軟件技術(shù)實現(xiàn)的寬范圍靜態(tài)與動態(tài)電源門控，可將系統(tǒng)總功耗降低至賽靈思行業(yè)領(lǐng)先的 7 系列 FPGA(業(yè)界最低功耗的 All Programmable 器件)的一半。

　　10. 賽靈思的堆疊硅片互連技術(shù)(SSIT)帶給 UltraScale 3D IC 的附加優(yōu)勢是什么?

　　Virtex? UltraScale 和 Kintex? UltraScale 系列產(chǎn)品中的連接功能資源數(shù)量以及第二代 FPGA 與 3D IC 架構(gòu)中的芯片間帶寬都實現(xiàn)了階梯式增長。布線與帶寬以及最新 3D IC 寬存儲器優(yōu)化接口容量的大幅增加，能確保新一代應(yīng)用以極高的器件利用率實現(xiàn)目標性能。

　　11. 何時推出基于 UltraScale 架構(gòu)的 FPGA?

　　支持 UltraScale 架構(gòu) FPGA 的 Vivado 設(shè)計套件早期評估 beta 版已于 2013 年 1 季度向客戶發(fā)布。首批UltraScale 器件將于 2013 年 4 季度推出。

　　12. 16nm 產(chǎn)品何時推出?

　　隨著臺積電加快開發(fā)進度，計劃將于 2013 年晚些時候提供 16nm FinFET 測試芯片，并在 2014 年推出首批產(chǎn)品。

　　13. 為什么賽靈思使用 “UltraScale”，而不是沿用 8 系列命名規(guī)則?

　　UltraScale 架構(gòu)代表了 PLD 行業(yè)的轉(zhuǎn)折點。采用新工藝節(jié)點制造的產(chǎn)品將延伸賽靈思的整體產(chǎn)品系列。對于 PLD 市場，系列編號的增加過去常常代表要向下一個技術(shù)節(jié)點遷移。UltraScale 架構(gòu)跨越多個技術(shù)節(jié)點。

　　基于 UltraScale 架構(gòu)的器件與 7 系列器件將會并存。

　　14. Artix、Kintex 和 Virtex 產(chǎn)品名稱會受到怎樣的影響?

　　FPGA 系列的名稱將繼續(xù)在 UltraScale 或以后的技術(shù)中沿用。Artix?-7、Kintex-7 和 Virtex-7 FPGA 系列的命名會保持不變。對于 20nm 和 16nm 工藝，相應(yīng)的器件命名方式為 Kintex UltraScale 和 Virtex UltraScale。