Achronix推出7nm的Speedster7t，高端FPGA有了新选择

长期以来，FPGA的大部分市场份额被赛灵思（Xilinx）和英特尔（收购Altera之后）两家寡头占据。虽然也有其他厂商提供FPGA器件，但在世界范围内，尤其是高端FPGA领域扔难以撼动他们的地位。

Achronix就是一家提供FPGA技术和产品的厂商，他们自2004年成立以来一直在为FPGA的发展贡献创新的技术和产品。2013年，Achronix推出了基于当时英特尔最先进22nm工艺的高端独立FPGA器件Speedster22i。2016年，他们又推出了创新性的eFPGA，即嵌入式FPGA技术。eFPGA主要是为SoC设计公司授权IP，让客户在自己的芯片中嵌入FPGA单元。去年年底，Achronix对实现其eFPGA产品的更新换代，推出了性能更高、功耗更低、成本更低的eFPGA Gen4（第四代eFPGA IP）。

现在，Achronix又有了新想法：向高端独立FPGA领域继续发起冲击。最近，该公司宣布了一款高端FPGA器件，称作Speedster7t，采用多种先进设计思想和半导体工艺，针对高速增长的机器学习和数据加速应用。最近，Achronix Semiconductor总裁兼首席执行官Robert Blake先生来到北京，向我们介绍了该公司的这项最新技术。




首先，Speedster7t器件采用台积电（TSMC）的7nm FinFET工艺制造。我们知道，只有高端器件才会搭配高端工艺。Achronix的Speedster7t在三个方面实现了高端设计：高效计算力、高效大带宽的数据运送能力以及高效丰富的存储缓存能力。

在计算能力方面，Speedster7t改变了传统的FPGA拓扑（下图左），而是将机器学习处理器（MLP）置于计算单元的核心（下图右），以实现最高计算性能和最高能效。



Speedster7t 的MLP采用了为人工智能和机器学习而优化了的数学功能块。如下图所示，该数学功能块拥有高密度乘法器阵列、紧耦合存储器块、操作数和内存级联功能，并支持多种数字格式（定点和浮点）。Blake先生介绍说，定点的低位数运算更适合人工智能的矩阵乘法，而Speedster7t 的MLP采用了大量的4位定点整数运算单元。



在芯片内部通信方面，Speedster7t采用了NOC（Network on Chip，片上网络）技术，实现了各个单元之间的高带宽连接，如PCIe到存储器以及逻辑功能块之间的高速互联，消除了传统FPGA布局布线的限制。



在以太网接口方面，Speedster7t采用了多通道布局，实现了400G的大带宽，突破了传统FPGA的带宽瓶颈。



目前，Speedster7t系列公布了四款产品，如下图所示。器件的大小范围为从363K至2.6M 的6输入查找表（LUT）。支持所有Achronix产品的ACE设计工具现已可提供。第一批用于评估的器件和开发板将于2019年第四季度提供。



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