【导读】Altera在今年9月6日率先公开了20nm FPGA技术，挑战赛灵思对行业做出的在每一工艺节点领先同行一代的承诺。赛灵思仍能在最新的20nm节点维持这一承诺吗？赛灵思全球高级副总裁兼亚太区执行总裁汤立人今天为您揭晓答案。
Altera率先公开的20nm FPGA技术主要包括以下几项：40Gbps收发器技术，下一代精度可调DSP模块架构和异质混合3D IC技术。其中最引人注目的是前后两项。
我们知道，Altera 28nm FPGA的28Gbps收发器的眼图明显不如赛灵思，而且赛灵思28nm FPGA上集成的28Gbps收发器数量远大于Altera，这说明赛灵思在28nm节点的28Gbps串行收发器技术上领先Altera。那么，赛灵思仍能在20nm节点维持这一优势吗？
今天，All Programmable技术和器件的全球领先企业赛灵思公司(Xilinx)也正是对外宣布其20nm产品系列发展战略，包括下一代8系列All Programmable FPGA以及第二代3D IC和SoC。
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赛灵思全球高级副总裁兼亚太区执行总裁汤立人表示：“赛灵思20nm FPGA将集成56Gbps串行收发器，支持未来的XCVR协议。而且一个FPGA芯片上最多将集成100个33Gbps串行收发器。”从这一声明来说，赛灵思仍将保持领先一代的优势。”
图1：赛灵思全球高级副总裁兼亚太区执行总裁汤立人
在3D IC方面，到20nm节点，赛灵思将推出第二代3D IC，第一代3D技术已经有产品出来。而Altera还只是第一代技术，产品还未出来，技术成不成熟现在还不好说。
汤总说：“赛灵思第二代3D IC将支持异构和同构，未来你能想象得到的硬核都可集成进去，包括DSP、VPU和GPU。此外，裸片之间的互联带宽将比第一代28nm 3D FPGA增加5倍多，逻辑是第一代的1.5倍，BOM降低1.5倍。”
图2：赛灵思第二代20nm FPGA与第一代28nm FPGA不同之处
赛灵思20nm产品系列建立在业经验证的28nm技术突破之上，在系统性能、功耗和可编程系统集成方面领先竞争企业整整一代。通过与赛灵思专为未来十年All Programmable FPGA器件开发的Vivado设计套件针对最高生产力和结果质量的协同优化，20nm产品系列将能够满足广泛的下一代各种系统的要求，为行业提供比以往任何时候都更具吸引力的ASIC和ASSP可编程替代方案。
汤总表示：“对FPGA设计工程师而言，一个更大的好消息是，利用我们收购的AutoESL技术和Vivado设计工具，他们可直接用C语言开发算法，并直接在FPGA中实现。”
赛灵思20nm All Programmable产品系列经过精心优化，致力于满足下一代系统的需求，或者更智能、集成度更高的、对带宽要求永无止境的系统的各种要求。有关应用包括：1）智能Nx100G - 400G有线网络；2）采用智能自适应天线、认知无线电技术、基带和回程设备的LTE高级无线基站；3）高吞吐量低功耗数据中心存储、智能网络和高度集成的低时延应用加速；4）图像/视频处理以及面向新一代显示、专业摄像机、工厂自动化、高级汽车驾驶员辅助和监视系统的嵌入式视觉；以及5）面向几乎所有可以想象到的应用的尖端连接技术。
赛灵思全球总裁兼首席执行长官Moshe Gavrielov表示：“20nm产品阵容将满足呈指数级增长的可编程势在必行的市场需求。推动这种强大需求的不仅仅是设计成本的大幅缩减， 而且还有每个系统对于更智能型功能的永无止境的需求，其中包括需要最大化适应能力、复用性和系统整合度等。”
在20nm系列开发上，赛灵思在多个方面得益于领先竞争企业多年的先发优势；与几百家实际客户共同調整优化的真正的SoC和3D IC产品；开发新的生态系统、供应链和提升质量和可靠度的各种工艺流程技术；并将这些器件与其下一代Vivado设计工具“协同优化”；重新定义高性能收发器在系统中的设计优化方法等。 这些优势让赛灵思能够将20nm工艺的附加价值更有效地引入到28nm工艺所开创的并经验证的每项技术中，使赛灵思及其客户皆可继续稳居领先一代的地位。
赛灵思公司可编程平台部高级副总裁Victor Peng指出：“赛灵思在其强大的28nm技术和市场领先基础上，打造出了20nm上的另一个突破性产品系列，领先于传统竞争对手整整一代，而且提供了可超越ASIC和ASSP的关键性优势。”
汤总也强调指出：“我们的对手到20nm节点才开始做3D IC，而我们在28nm节点就开始转向3D IC、SoC和FPGA发展战略。从这一方面讲，我们也比对手领先了一代。”
图3：赛灵思在28nm节点就着手打造的三叉戟发展战略
要了解20nm所带给赛灵思产品和客户应用的真正价值，首先必须了解赛灵思在28nm节点技术创新上所实现的超越节点的价值。
“对赛灵思来说，进入20nm，并不是传统的FPGA简单地迁移到下一个节点，它已经在28nm时代推出了众多的FPGA创新，率先推出了全球行业第一个商用的All Programmable 3D IC和SoC。”赛灵思战略及市场营销副总裁Steve Glaser说，“所有这些已经开始发售的All Programmable 器件，采用了所有形式的可编程技术，远远超出硬件可编程的范畴，实现了软件可编程，超出了数字进入了模拟混合信号（AMS），超出了单芯片发展到了多芯片的3D IC。这种新一代器件所带来的价值现在已经被数百家的客户所证明。”
图4：Xilinx在28nm节点领先对手一代
赛灵思20nm 8系列三方面有重大改进
赛灵思20nm 8系列All Programmable FPGA相对于当代产品而言把性能又提高了2倍，功耗又降低了一半，集成度提高了1.5-2倍。这些器件可用于Nx10G/40G有线网络、LTE A无线网络的无线L1基带协处理，以及下一代系统加速与连接功能等高增长应用。新一代All Programmable FPGA在如下方面进行了重大提升：
* 架构的提升可将资源利用率提高到90%以上，而针对布线能力进行精 心优化的算法则可将设计收敛加快4倍。
* 针对系统优化的高速收发器具有无与伦比的第二代自适应均衡、低抖 动特性，而且功耗最低。
* 存储带宽提高两倍，而且大幅提升了数字信号处理和内置存储器的性 能。
赛灵思第二代3D IC三方面有重大改进
赛灵思第二代3D IC将提供同构和异构两种配置，可用于Nx100G/400G智能网络、机架顶部数据中心交换器和集成度最高的ASIC原型设计等高增长应用。第二代All Programmable 3D IC在如下方面进行了重大提升：
* 二级3D互联，提供业界标准接口，芯片间带宽提高5倍。
* 逻辑容量扩大1.5-2倍，收发器带宽提高4倍，广泛集成的内存与 Interlaken连接功能、流量管理和数据包处理IP完美结合在一起。
* 协同优化设计工具，并通过增强型高度可扩展的算法、芯片内与芯片 间路由功能以及自动设计收敛将集成度提高两倍。
赛灵思第二代SoC四方面有重大改进
赛灵思20nm All Programmable SoC将异构处理内核和FPGA架构完美集成在一起，可加速关键处理功能。该器件可用于汽车、工业、科学、医疗等应用的异构无线网络射频、基带加速与回程、数据中心安全设备和嵌入式视觉等高增长应用。第二代All Programmable SoC在如下方面进行了重大提升：
* 增加处理系统和FPGA架构间的带宽，以加速关键处理功能。
* 提供新一代I/O、收发器和DDR内存接口功能。
* 提供新一代模块级功耗优化，以及先进的SoC级电源管理。
* 在近期ARM TechCon 2012大会上宣布的重大提升的基础上进一步增强 下一代的安全性。
Vivado针对20nm产品进一步协同优化
与赛灵思突破性7系列28nm产品系列一同推出的Vivado设计套件，现针对20nm产品系列进行了进一步协同优化，这样设计人员能够：
* 将LUT利用率提升20%，性能提升3个速度等级，功耗降低35%。
* 通过更快的分层规划、分析布局布线引擎以及快速增量式工程变更通知单（ECO）支持，将设计生产力提升4倍。
* 配合C设计流程使用时，验证运行时间缩短至原来的1/100以下，而且利用Vivado的IP集成器和封装器实现IP重用可将集成速度加快4至5倍。
随着产品系列的不断推出，赛灵思还将发布不同系列产品的更多信息。赛灵思正同战略客户在20nm FPGA方面开展通力协作，并让客户有限度地参与产品定义与技术相关文件。
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