FPGA의 ASIC시장 자일링스가 여는가?
FPGA는 태생 자체가 Wide Range의 application을 소화하는데에 있었다. 즉 어떠한 Application에 포커싱한다기 보다는, 엔지니어가 가장 쉽고 편리하게, 본인이 개발하는 모든 application을 설계 할수 있도록 했다는 것이다. ASIC이나 ASSP가 특정 Application에 포커싱하여 만들어졌다는것에 비하면, FPGA는 상당히 개방적인 IC라고 할수 있겠다. 그러나 이 FPGA에도 단점이 있으니 바로 Asic에 비하여 수량에 제약이 적으면서 가격이 비싸다는것이고, 많은 Application을 고려해야 하기에 당연히 Size가 크며, 전력소비가 기존 Asic에 비해 상당히 사용된다는 것이다.
특정 Application에 Design 한기에 대량으로 만들어 공급해야 만 수지타산을 맞출수 있는 Asic시장은 FPGA 업체의 시야에서 볼 때 꼭 한번 넘어가보고 싶은 매혹적인 분야가 아닐수 없다.
이번에 Xilinx가 야심차게 발표한 Virtex 7 시리즈도 그에 한걸음 더 다가서기 위한 것이 아니었을까 싶다. 특히나 50%이상의 소비전력 절감효과를 낼수 있는 TSMC의 하이 K 금속게이트 공정은 충전을 통해 휴대하는 핸드헬드 분야 공략에 청신호가 되지 않을까 싶다.
ARTIX 7, KINTEX 7, Virtex 7
Virtex의 경우 지금까지 자일링스에서 시리즈로 출시가 되어 왔기에 눈에 익은 이름이지만 ARTIX 7과 KINTEX 7의 경우 다소 생소한 이름이다. Xilinx의 수석 부사장으로 있는 빈센트 통은 이번 시리즈가 50%의 전력소비도 중요하지만, 1개의 통합된 Architecture를 base로 로우엔드부터 하이엔드까지의 제품군을 섭렵할 수 있으며 특히 High end급의 device를 요하는 Main application과 비교적 mid 혹은 law end 급의 device를 요하는 sub application 간의 통신이나 연결부분에 있어 탁월한 연동 효과를 볼수 있다고 했다.
또한 이번 시리즈는 처음 28nm 공정을 통해 만들어진 만큼 기본 40nm급 에서 만들어진 기존 제품대비 기능향상이 2배이상이라고 보며, 따라서 기능대비 기존 제품대비 가격대가 50% 절감될수 있다고 한다.
주로 target 한 기능을 보면
1. 2배 향상된 System Performance
2. 성능대비 2배 절감된 가격구조
3. 2.5배 높아진 Capacity
4. 2배의 전력절감 으로 보고 있다.
또한 이렇게 전력을 낮춤으로 인해서 자일링스는 DSP 성능에서 2.37TMAC를 지원하는 FPGA 제품군을 제공할 수 있고 최대 600MHz 및 1.9Tbps 고속 커넥티비티에서 실행되는 최대 2백만개의 로직 셀로 성능을 증가 시킬수 있으며, 이는 FPGA를 통해 디자이너가 성능과 전력 사이를 절충하는데 고심할 필요가 없도록 만들었다는데 의미가 있다고 한다.
물론 하이 K 금속게이트 공정으로 인해 50%의 전력 효과를 본 것은 사실이지만 그를 만들기 위한 기술부분의 Check point는 세심하기 그지 없다.
기본적으로 모든 하드블록에서의 전력 감소 목표를 달성하기 위한 세심한 트랜지스터 선택 및 I/O가 휴지 상태인 동안 추가 전력을 절약할수 있도록 고객-선택 가능 I/O 모드, 그리고 낮은 전력 소모로 높은 시스템-대역폭 레벨을 가능케 하는 저전력 I/O모드까지 추가되어 있다.
여기에 추가로 전력 절약을 필요로 하는 고객을 위해 ISE디자인 수트 소프트웨어 릴리즈는 많게는 30% 동적 전력을 더 낮추는 5세대 부분-재구성과 지능형 클록-게이팅 기술을 통해 새로운 28nm FPGA제품군을 지원한다. 이외에도 0.9V Vcc의 더 낮은 전력-등급 디바이스 옵션은 추가로 27%의 정적 전력 및 20%의 동적 전력을 절감해 준다.
새로 발표된 자일링스 7 시리즈 FPGA 제품군 소개
버텍스-7(Virtex-7) 제품군: 버텍스-6 디바이스에 비해 50% 낮은 전력으로 시스템 성능이 2배 향상된 울트라-하이엔드 버텍스-7 제품군은 1.8배 향상된 신호 처리 성능, 1.5배 증가한 I/O 대역폭, 2133 MB/s 메모리 인터페이싱 성능에서 2배 향상된 메모리 대역폭으로 업계에 새로운 기준점을 설정한다. 또한 35% 비용 절감을 보증하면서 디자인 컨버전 없이 이지패스-7 디바이스를 모든 버텍스-7 FPGA에 이용할 수 있다. 버텍스-7 디바이스는 차세대 테스트 및 측정 장비에 요구되는 로직 밀도, 성능 및 I/O 대역폭뿐만 아니라 단일 칩 TeraMACC 신호 처리 기능을 요구하는 글로벌 유선 인프라, 향상된 RADAR 시스템 및 고성능 컴퓨터 시스템의 핵심인 400G 브리징(bridging) 및 스위치 아키텍처 유선 통신 장비를 구현 가능하게 한다. 버텍스-7 제품군에는 최대 1.9Tbps 직렬 대역폭을 제공하는 디바이스와 13.1Gbps까지 동작하는 트랜시버 80개가 장착된 “XT” 확장 디바이스가 포함된다. 또한 이들 디바이스는 2133Mbps를 지원하는 업계 최대의 72bit DDR3 메모리 인터페이스의 병렬 뱅크가 가능한 최대 850개의 SelectIO 핀을 제공한다. 향후 디바이스는 28Gbps 트랜시버도 지원할 예정이다.
킨텍스-7(Kintex-7) 제품군: 새로운 FPGA 범주를 형성하는 킨텍스-7 제품군은 50% 더 낮은 전력 소비로 가격 대비 성능을 2배 향상시키면서 절반 이하의 가격으로 버텍스-6 제품군의 성능을 제공한다. 이 제품군은 대용량 10G 유선 광통신 장비와 같은 애플리케이션에서 요구되는 고성능 10.3Gbps 또는 최적화된 저가의 6.5Gbps 시리얼 커넥티비티, 메모리 및 로직 성능을 제공한다. 또한 이 제품군은 신호 처리 성능, 전력 소비 및 가격의 균형을 제공하여 LTE 무선 네트워크를
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