Xilinx, Inc. ( / ˈ z aɪ l ɪ ŋ k s / ZY -links ) была американской технологической и полупроводниковой компанией, которая в основном поставляла программируемые логические устройства . Компания известна изобретением первой коммерчески жизнеспособной программируемой пользователем вентильной матрицы (FPGA). Она также была пионером первой модели производства без собственных производственных мощностей . [4] [5] [6]
Xilinx была основана Россом Фрименом , Бернардом Вондершмиттом и Джеймсом В. Барнеттом II в 1984 году. Компания вышла на биржу Nasdaq в 1990 году. [7] [8] В октябре 2020 года AMD объявила о приобретении Xilinx, которое было завершено 14 февраля 2022 года посредством сделки со всеми акциями на сумму около 60 миллиардов долларов. [9] [10] Xilinx оставалась дочерней компанией AMD, полностью принадлежащей AMD, пока бренд не был прекращен в июне 2023 года, а линейки продуктов Xilinx теперь выпускаются под брендом AMD. [11]
Xilinx была основана в Кремниевой долине в 1984 году и имеет штаб-квартиру в Сан-Хосе , США. Компания также имеет офисы в Лонгмонте , США; Дублине , Ирландия; Сингапуре ; Хайдарабаде , Индия; Пекине , Китай; Шанхае , Китай; Брисбене , Австралия, Токио , Япония и Ереване , Армения. [12] [13]
По словам Билла Картера, бывшего технического директора и нынешнего [ когда? ] сотрудника Xilinx, выбор названия Xilinx отсылает к химическому символу кремния Si . [14] [ как? ] [ неудачная проверка ] «Linx» представляет собой программируемые связи, которые соединяют программируемые логические блоки вместе. «X» на каждом конце представляют программируемые логические блоки. [15] [ нужна цитата ]
Xilinx продала широкий спектр программируемых пользователем вентильных матриц (FPGA) и сложных программируемых логических устройств (CPLD), инструментов проектирования, интеллектуальной собственности и эталонных проектов. [16] Клиенты Xilinx представляют чуть более половины всего рынка программируемой логики, а именно 51%. [16] [5] [17] Altera (теперь дочерняя компания Intel ) является сильнейшим конкурентом Xilinx с 34% рынка. Другими ключевыми игроками на этом рынке являются Actel (теперь дочерняя компания Microsemi ) и Lattice Semiconductor . [6]
Росс Фримен , Бернард Вондершмитт и Джеймс В. Барнетт II — все бывшие сотрудники Zilog , производителя интегральных схем и твердотельных устройств — в 1984 году стали соучредителями Xilinx со штаб-квартирой в Сан-Хосе , США. [12] [15]
Работая в Zilog, Фримен хотел создать чипы, которые действовали бы как чистая лента, позволяя пользователям программировать технологию самостоятельно. [15] «Концепция требовала большого количества транзисторов , а в то время транзисторы считались чрезвычайно ценными — люди думали, что идея Росса довольно далека от реальности», — сказал сотрудник Xilinx Билл Картер, нанятый в 1984 году для разработки ИС в качестве восьмого сотрудника Xilinx. [15]
В то время было выгоднее производить общие схемы в больших объемах [12], чем специализированные схемы для определенных рынков. [12] ПЛИС обещали сделать специализированные схемы прибыльными.
Фримен не смог убедить Zilog инвестировать в ПЛИС, чтобы погнаться за рынком, который тогда оценивался в 100 миллионов долларов, [12] поэтому он и Барнетт ушли, чтобы объединиться с Вондершмиттом, бывшим коллегой. Вместе они привлекли 4,5 миллиона долларов венчурного финансирования для разработки первой коммерчески жизнеспособной ПЛИС. [12] Они основали компанию в 1984 году и начали продавать свой первый продукт к 1985 году. [12]
К концу 1987 года компания привлекла более 18 миллионов долларов венчурного капитала (что эквивалентно 48,27 миллионам долларов в 2023 году) и зарабатывала почти 14 миллионов долларов в год. [12] [18]
С 1988 по 1990 год выручка компании росла каждый год с 30 до 100 миллионов долларов. [12] В это время компания Monolithic Memories Inc. (MMI), которая финансировала Xilinx, была куплена AMD . [12] В результате Xilinx расторгла сделку с MMI и вышла на биржу Nasdaq в 1989 году. [12] Компания также переехала на завод площадью 144 000 квадратных футов (13 400 м2 ) в Сан-Хосе, Калифорния, чтобы обрабатывать все более крупные заказы от HP , Apple Inc. , IBM и Sun Microsystems . [12]
Другие производители ПЛИС появились в середине 1990-х годов. [12] К 1995 году компания достигла дохода в 550 миллионов долларов. [12] С течением лет Xilinx расширила свою деятельность на Индию , Азию и Европу . [19] [20] [21] [22]
Продажи Xilinx выросли до 2,53 млрд долларов к концу 2018 финансового года. [23] Моше Гавриелов — ветеран индустрии EDA и ASIC, назначенный президентом и генеральным директором в начале 2008 года — представил целевые платформы проектирования, которые объединяют ПЛИС с программным обеспечением , IP-ядрами, платами и комплектами для решения целевых задач. [24] Эти платформы предоставляют альтернативу дорогостоящим специализированным интегральным схемам ( ASIC ) и специализированным стандартным продуктам (ASSP). [25] [26] [27]
4 января 2018 года Виктор Пэн, главный операционный директор компании, сменил Гавриелова на посту генерального директора. [28]
В 2011 году компания представила Virtex-7 2000T, первый продукт на основе 2.5D стекированного кремния (на основе технологии кремниевых интерпозеров ), позволяющий создавать более крупные ПЛИС, чем те, которые можно было бы построить с использованием стандартного монолитного кремния. [14] Затем Xilinx адаптировала технологию для объединения ранее отдельных компонентов в один чип, сначала объединив ПЛИС с трансиверами на основе гетерогенной технологии процесса для повышения пропускной способности при меньшем потреблении энергии. [29]
По словам бывшего генерального директора Xilinx Моше Гавриелова, добавление гетерогенного коммуникационного устройства в сочетании с внедрением новых программных инструментов и линейки 28-нм SoC- устройств Zynq-7000, которые объединяют ядро ARM с FPGA , являются частью изменения его позиции от поставщика программируемых логических устройств к поставщику «всех программируемых вещей». [30]
В дополнение к Zynq-7000, линейки продуктов Xilinx включают серии Virtex , Kintex и Artix, каждая из которых включает конфигурации и модели, оптимизированные для различных приложений. [31] В апреле 2012 года компания представила Vivado Design Suite — среду проектирования SoC следующего поколения для усовершенствованных электронных систем. [32] В мае 2014 года компания поставила первую из ПЛИС следующего поколения: 20 нм UltraScale. [33]
В сентябре 2017 года Amazon и Xilinx начали кампанию по внедрению FPGA. Эта кампания позволяет использовать образы машин Amazon (AMI) AWS Marketplace с соответствующими экземплярами Amazon FPGA, созданными партнерами. Обе компании выпустили инструменты разработки программного обеспечения для упрощения создания технологии FPGA. Инструменты создают и управляют образами машин, созданными и проданными партнерами. [34] [35]
В июле 2018 года Xilinx приобрела DeepPhi Technology, китайский стартап в области машинного обучения , основанный в 2016 году. [36] [37] В октябре 2018 года ПЛИС Xilinx Virtex UltraScale+ и видеокодер H.265 от NGCodec использовались в облачном сервисе кодирования видео с использованием высокоэффективного видеокодирования (HEVC). [38] Такое сочетание обеспечивает потоковую передачу видео с тем же визуальным качеством, что и при использовании графических процессоров, но с битрейтом на 35–45 % ниже. [39]
В ноябре 2018 года семейство многопроцессорных систем на кристаллах Zynq UltraScale+ компании было сертифицировано по уровню полноты безопасности (SIL) 3 HFT1 спецификации IEC 61508. [40] [41] С этой сертификацией разработчики могут использовать платформу MPSoC в приложениях безопасности на основе ИИ до SIL 3, на платформах Industrial 4.0 автомобильных, аэрокосмических и систем ИИ. [42] [43] В январе 2019 года ZF Friedrichshafen AG (ZF) работала с Zynq от Xilinx для поддержки своего автомобильного блока управления ProAI, который используется для включения приложений автоматизированного вождения. [44] [45] [46] Платформа Xilinx контролирует агрегацию, предварительную обработку и распределение данных в реальном времени и ускоряет обработку ИИ блока. [40] [47]
В ноябре 2018 года Xilinx перевела свои продукты XQ UltraScale+ оборонного класса на 16-нм процесс FinFET компании TSMC . [48] [49] [50] Продукты включали первые в отрасли гетерогенные многопроцессорные устройства SoC оборонного класса и охватывали XQ Zynq UltraScale+ MPSoC и RFSoC, а также XQ UltraScale+ ПЛИС Kintex и Virtex. [51] [52] В том же месяце компания расширила свой портфель карт-ускорителей центров обработки данных Alveo, выпустив Alveo U280. [53] Первоначальная линейка Alveo включала U200 и U250, которые имели 16-нм ПЛИС UltraScale+ Virtex и DDR4 SDRAM . [54] Эти две карты были представлены в октябре 2018 года на форуме разработчиков Xilinx. [55] На Форуме Виктор Пэн, генеральный директор по разработке полупроводников в Xilinx, и технический директор AMD Марк Пейпермастер использовали восемь карт Alveo U250 и два серверных процессора AMD Epyc 7551, чтобы установить новый мировой рекорд по пропускной способности вывода в 30 000 изображений в секунду. [55]
Также в ноябре 2018 года компания Xilinx объявила, что Dell EMC стала первым поставщиком серверов, который квалифицировал свою карту ускорителя Alveo U200, используемую для ускорения ключевых высокопроизводительных вычислений и других рабочих нагрузок с некоторыми серверами Dell EMC PowerEdge. [56] U280 включала поддержку памяти с высокой пропускной способностью (HBM2) и высокопроизводительного серверного соединения. [57] В августе 2019 года компания Xilinx выпустила Alveo U50, низкопрофильный адаптивный ускоритель с поддержкой PCIe Gen4. [58] [59] Карта ускорителя U55C была выпущена в ноябре 2021 года, разработанная для рабочих нагрузок HPCC и больших данных путем включения кластерного решения на основе RoCE v2 , что позволяет интегрировать кластеризацию HPCC на основе FPGA в существующие инфраструктуры центров обработки данных. [60]
В январе 2019 года юридическая фирма K&L Gates , представляющая Xilinx, направила письмо о прекращении и воздержании DMCA участнику YouTube-канала EE, заявив о нарушении прав на товарный знак за размещение логотипа Xilinx рядом с логотипом Altera в образовательном видеоролике. [61] [62] Xilinx отказалась отвечать, пока не было опубликовано видео с изложением юридической угрозы, после чего они отправили электронное письмо с извинениями. [63]
В январе 2019 года Baidu объявила, что ее новый продукт для ускорения вычислений на периферии , EdgeBoard, работает на базе Xilinx. [64] [65] Edgeboard является частью инициативы Baidu Brain AI Hardware Platform Initiative, которая охватывает открытые вычислительные сервисы Baidu, а также аппаратные и программные продукты для ее приложений на периферии AI . [66] Edgeboard основан на Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC, который использует процессоры реального времени вместе с программируемой логикой. [67] [68] Edgeboard на базе Xilinx может использоваться для разработки таких продуктов, как решения для интеллектуального видеонаблюдения, усовершенствованные системы помощи водителю и роботы следующего поколения. [69] [70]
В феврале 2019 года компания анонсировала два новых поколения своего портфеля Zynq UltraScale+ RF system on chip (RFSoC). [71] Устройство охватывает весь спектр ниже 6 ГГц, который необходим для 5G , а обновления включали: расширенный интерфейс миллиметровых волн, снижение мощности подсистемы преобразователя радиочастотных данных до 20% по сравнению с базовым портфелем и поддержку 5G New Radio . [72] Выпуск второго поколения охватывал диапазон до 5 ГГц, а третий — до 6 ГГц. [73] По состоянию на февраль портфель был единственной адаптируемой радиоплатформой на одном чипе, которая была разработана для удовлетворения потребностей отрасли в сетях 5G. [74] Второе объявление показало, что Xilinx и Samsung Electronics осуществили первое в мире коммерческое развертывание 5G New Radio (NR) в Южной Корее . [75] [76] Обе компании разработали и развернули продукты 5G Massive Multiple-input, Multiple-output (m-MIMO) и миллиметровые волны (mmWave) с использованием платформы UltraScale+ от Xilinx. [75] Эти возможности имеют важное значение для коммерциализации 5G. [76] Компании также объявили о сотрудничестве в области продуктов Versal Adaptable Compute Acceleration Platform (ACAP) от Xilinx, которые будут предоставлять услуги 5G. [77] В феврале 2019 года Xilinx представила ядро подсистемы HDMI 2.1 IP, которое позволило устройствам компании передавать, принимать и обрабатывать видео UHD до 8K (7680 x 4320 пикселей) в медиаплеерах, камерах, мониторах, светодиодных стенах, проекторах и виртуальных машинах на основе ядра . [78] [79]
В апреле 2019 года Xilinx заключила окончательное соглашение о приобретении Solarflare Communications, Inc. [80] [81] Xilinx стала стратегическим инвестором Solarflare в 2017 году. [81] [82] С тех пор компании сотрудничают в области передовых сетевых технологий, и в марте 2019 года продемонстрировали свое первое совместное решение: однокристальный 100G NIC на базе FPGA . Приобретение позволяет Xilinx объединить свои решения FPGA, MPSoC и ACAP [ модное слово ] с технологией NIC Solarflare. [83] [80] [84] В августе 2019 года Xilinx объявила, что компания добавит крупнейшую в мире FPGA - Virtex Ultrascale+ VU19P в семейство 16 нм Virtex Ultrascale+. VU19P содержит 35 миллиардов транзисторов. [85] [86] [87]
В июне 2019 года Xilinx объявила о поставке своих первых чипов Versal. [88] Используя ACAP, аппаратное и программное обеспечение чипов может быть запрограммировано для запуска практически любого вида программного обеспечения ИИ. [89] [90] 1 октября 2019 года Xilinx объявила о запуске Vitis, унифицированной бесплатной и открытой программной платформы, которая помогает разработчикам использовать преимущества адаптивности оборудования. [91] [92] [93]
В 2019 году Xilinx впервые превысила 3 миллиарда долларов годового дохода, объявив о доходе в 3,06 миллиарда долларов, что на 24% больше, чем в предыдущем финансовом году. [94] [95] Доходы составили 828 миллионов долларов за четвертый квартал 2019 финансового года, что на 4% больше, чем в предыдущем квартале, и на 30% больше, чем в предыдущем году. [96] Сектор коммуникаций Xilinx составил 41% дохода; промышленный, аэрокосмический и оборонный секторы составили 27%; секторы центров обработки данных и тестирования, измерения и эмуляции (TME) составили 18%; а автомобильный, вещательный и потребительский рынки внесли свой вклад в 14%. [97]
В августе 2020 года Subaru объявила об использовании одного из чипов Xilinx в качестве вычислительной мощности для изображений с камеры в своей системе помощи водителю . [98] В сентябре 2020 года Xilinx анонсировала свой новый чипсет , карту T1 Telco Accelerator, которую можно использовать для устройств, работающих в открытой сети RAN 5G. [99]
27 октября 2020 года AMD достигла соглашения о приобретении Xilinx в рамках сделки по обмену акциями , оценив компанию в 35 миллиардов долларов. Ожидалось, что сделка будет закрыта к концу 2021 года. [100] Их акционеры одобрили приобретение 7 апреля 2021 года. [101] Сделка была завершена 14 февраля 2022 года. [102] После завершения приобретения все продукты Xilinx выпускаются под совместным брендом AMD Xilinx ; начиная с июня 2023 года все продукты Xilinx теперь консолидируются под брендом AMD.
В декабре 2020 года компания Xilinx объявила о приобретении активов Falcon Computing Systems для улучшения бесплатной платформы с открытым исходным кодом Vitis — программного обеспечения для проектирования адаптивных процессоров обработки данных, позволяющего создавать высокооптимизированные ускорители для конкретных областей. [103]
В апреле 2021 года Xilinx объявила о сотрудничестве с Mavenir с целью повышения пропускной способности вышек сотовой связи для открытых сетей 5G . [104] В том же месяце компания представила портфолио Kria — линейку систем-на-модулях малого форм-фактора (SOM), которые поставляются с предварительно созданным программным стеком для упрощения разработки. [105] В июне Xilinx объявила о приобретении немецкого разработчика программного обеспечения Silexica за нераскрытую сумму. [106]
Xilinx проектирует и разрабатывает программируемые логические продукты, включая интегральные схемы (ИС), инструменты проектирования программного обеспечения, предопределенные системные функции, поставляемые в виде ядер интеллектуальной собственности (ИС), услуги по проектированию, обучение клиентов, полевые инженерные работы и техническую поддержку. [16] Xilinx продает как ПЛИС, так и ПЛИС для производителей электронного оборудования на таких конечных рынках, как связь , промышленность, потребительские товары , автомобилестроение и обработка данных . [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113]
ПЛИС Xilinx использовались для ALICE (Эксперимент на большом ионном коллайдере) в европейской лаборатории ЦЕРН на границе Франции и Швейцарии для картирования и распутывания траекторий тысяч субатомных частиц . [114] Xilinx также заключила партнерское соглашение с Управлением космических аппаратов Исследовательской лаборатории ВВС США для разработки ПЛИС, выдерживающих разрушительное воздействие радиации в космосе , которые в 1000 раз менее чувствительны к космической радиации, чем коммерческий эквивалент, для развертывания на новых спутниках. [115] ПЛИС Xilinx могут работать под управлением обычной встроенной ОС (например, Linux или vxWorks ) и могут реализовывать периферийные устройства процессора в программируемой логике. [16] Семейства ПЛИС Virtex-II Pro, Virtex-4, Virtex-5 и Virtex-6, которые включают до двух встроенных ядер PowerPC , ориентированы на потребности разработчиков систем на кристалле (SoC). [116] [117] [118]
IP-ядра Xilinx включают IP для простых функций ( кодировщики BCD , счетчики и т. д.), для доменно-специфических ядер ( цифровая обработка сигналов , ядра FFT и FIR ) и для сложных систем (многогигабитные сетевые ядра, программный микропроцессор MicroBlaze и компактный микроконтроллер Picoblaze ). [16] Xilinx также создает пользовательские ядра за отдельную плату. [ требуется ссылка ]
Основной набор инструментов для проектирования, предоставляемый инженерам Xilinx, — это Vivado Design Suite , интегрированная среда проектирования (IDE) с инструментами уровня «система-ИС», построенными на общей масштабируемой модели данных и общей среде отладки. Vivado включает в себя инструменты проектирования уровня электронной системы (ESL) для синтеза и проверки алгоритмического IP на основе C; стандартизированную упаковку как алгоритмического, так и RTL IP для повторного использования; стандартизированное сшивание IP и системную интеграцию всех типов системных строительных блоков; и проверку блоков и систем. [119] Бесплатная версия WebPACK Edition Vivado предоставляет дизайнерам ограниченную версию среды проектирования. [120]
Xilinx's Embedded Developer's Kit (EDK) поддерживает встроенные ядра PowerPC 405 и 440 (в Virtex-II Pro и некоторых чипах Virtex-4 и -5) и ядро Microblaze . Xilinx's System Generator for DSP реализует проекты DSP на ПЛИС Xilinx. Бесплатная версия его программного обеспечения EDA под названием ISE WebPACK используется с некоторыми из его не высокопроизводительных чипов. Xilinx является единственным (по состоянию на 2007 год) поставщиком ПЛИС, который распространяет собственный бесплатный набор инструментов синтеза Linux. [121]
Xilinx анонсировала архитектуру для новой платформы на базе ARM Cortex-A9 для разработчиков встраиваемых систем, которая сочетает в себе программируемость программного обеспечения встраиваемого процессора с аппаратной гибкостью ПЛИС. [122] [123] Новая архитектура абстрагирует большую часть аппаратной нагрузки от точки зрения разработчиков встраиваемого программного обеспечения , предоставляя им беспрецедентный уровень контроля над процессом разработки. [124] [125] [ 122] [123] С помощью этой платформы разработчики программного обеспечения могут использовать свой существующий системный код на основе технологии ARM и использовать обширные готовые библиотеки программных компонентов с открытым исходным кодом и коммерчески доступные библиотеки. [124] [125] [122] [123] Поскольку система загружает ОС при сбросе, разработка программного обеспечения может быстро начаться в знакомых средах разработки и отладки с использованием таких инструментов, как пакет разработки RealView от ARM и связанных сторонних инструментов, IDE на основе Eclipse, GNU, комплект разработки программного обеспечения Xilinx и других. [124] [125] [122] [123] В начале 2011 года Xilinx начала поставлять платформу Zynq-7000 SoC, которая объединяет многоядерные процессоры ARM, программируемую логическую структуру, каналы передачи данных DSP, память и функции ввода-вывода в плотную и настраиваемую сеть межсоединений. [126] [127] Платформа ориентирована на разработчиков встроенных систем, работающих над рыночными приложениями, требующими многофункциональности и оперативности реагирования в реальном времени, такими как помощь водителю автомобиля, интеллектуальное видеонаблюдение, промышленная автоматизация, аэрокосмическая и оборонная промышленность, а также беспроводные технологии следующего поколения. [124] [125] [122] [123]
После представления своих 28-нм ПЛИС 7-й серии компания Xilinx сообщила, что несколько деталей с самой высокой плотностью в этих линейках продуктов ПЛИС будут построены с использованием нескольких кристаллов в одном корпусе, используя технологию, разработанную для 3D-конструирования и сборок с наложенными кристаллами. [128] [129] Технология компании Stacked Silicon Interconnect (SSI) позволяет размещать несколько (три или четыре) активных кристалла ПЛИС рядом на кремниевом интерпозере — едином куске кремния, который несет пассивное соединение. Отдельные кристаллы ПЛИС являются обычными и устанавливаются методом переворота кристалла с помощью микровыступов на интерпозере. Интерпозер обеспечивает прямое соединение между кристаллами ПЛИС, без необходимости в технологиях приемопередатчиков, таких как высокоскоростные SerDes . [128] [129] [130] В октябре 2011 года Xilinx поставила первую ПЛИС, использующую новую технологию, Virtex-7 2000T FPGA, которая включает 6,8 миллиардов транзисторов и 20 миллионов вентилей ASIC. [131] [132] [133] [134] Следующей весной Xilinx использовала 3D-технологию для поставки Virtex-7 HT, первых в отрасли гетерогенных ПЛИС, которые объединяют ПЛИС с высокой пропускной способностью с максимум шестнадцатью 28 Гбит/с и семьюдесятью двумя 13,1 Гбит/с трансиверами для снижения требований к мощности и размеру для ключевых приложений и функций линейных карт Nx100G и 400G. [135] [136]
В январе 2011 года Xilinx приобрела фирму AutoESL Design Technologies, занимающуюся разработкой инструментов проектирования, и добавила высокоуровневую разработку System C для своих семейств ПЛИС 6-й и 7-й серий. [137] Добавление инструментов AutoESL расширило сообщество разработчиков ПЛИС, включив в него разработчиков, которые привыкли к проектированию на более высоком уровне абстракции с использованием C , C++ и System C. [138]
В апреле 2012 года Xilinx представила обновленную версию своего набора инструментов для программируемых систем под названием Vivado Design Suite . Это программное обеспечение для проектирования, ориентированное на IP и систему, поддерживает новые устройства высокой емкости и ускоряет проектирование программируемой логики и ввода-вывода. [139] Vivado обеспечивает более быструю интеграцию и реализацию программируемых систем в устройства с технологией 3D-стекированных кремниевых соединений, системами обработки ARM, аналоговыми смешанными сигналами (AMS) и многими полупроводниковыми интеллектуальными (IP) ядрами. [140]
В июле 2019 года Xilinx приобрела NGCodec, разработчиков видеокодеров с ускорением FPGA для потокового видео , облачных игр и облачных сервисов смешанной реальности . Видеокодеры NGCodec включают поддержку H.264/AVC , H.265/HEVC , VP9 и AV1 , с запланированной будущей поддержкой H.266/VVC и AV2. [141] [142]
В мае 2020 года Xilinx установила свой первый адаптивный вычислительный кластер (XACC) в ETH Zurich в Швейцарии. [143] XACC предоставляют инфраструктуру и финансирование для поддержки исследований в области адаптивного ускорения вычислений для высокопроизводительных вычислений (HPC). [143] Кластеры включают высокопроизводительные серверы, карты ускорителей Xilinx Alveo и высокоскоростные сети. [144] Три других XACC будут установлены в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (UCLA); Иллинойсском университете в Урбана-Шампейн (UIUC); и Национальном университете Сингапура (NUS). [143] [145]
До 2010 года Xilinx предлагала два основных семейства ПЛИС: высокопроизводительную серию Virtex и крупносерийную серию Spartan с более дешевой опцией EasyPath для перехода к массовому производству. [31] Компания также предлагает две линейки CPLD : серии CoolRunner и 9500. Каждая модельная серия выпускалась в нескольких поколениях с момента ее запуска. [146] С выпуском своих 28-нм ПЛИС в июне 2010 года Xilinx заменила крупносерийное семейство Spartan семейством Kintex и недорогим семейством Artix. [147] [148]
В новых продуктах FPGA компании Xilinx используется процесс High-K Metal Gate (HKMG), который снижает статическое энергопотребление при одновременном увеличении логической емкости. [149] В 28-нм устройствах статическая мощность составляет большую часть, а иногда и большую часть общей рассеиваемой мощности. Говорят, что семейства FPGA Virtex-6 и Spartan-6 потребляют на 50 процентов меньше энергии и имеют в два раза большую логическую емкость по сравнению с предыдущим поколением FPGA Xilinx. [117] [150] [151]
В июне 2010 года Xilinx представила серию Xilinx 7: семейства Virtex-7, Kintex-7 и Artix-7, обещающие улучшения в мощности системы, производительности, емкости и цене. Эти новые семейства FPGA производятся с использованием 28-нм процесса HKMG компании TSMC . [152] Устройства серии 7 с 28-нм технологией потребляют на 50 процентов меньше энергии по сравнению с 40-нм устройствами компании и предлагают емкость до 2 миллионов логических ячеек. [147] Менее чем через год после анонса 28-нм FPGA серии 7 компания Xilinx поставила первое в мире устройство FPGA с 28-нм технологией — Kintex-7. [153] [154] В марте 2011 года Xilinx представила семейство Zynq-7000, которое объединяет полную систему на базе процессора ARM Cortex-A9 MPCore на 28-нм ПЛИС для системных архитекторов и разработчиков встроенного программного обеспечения. [126] [127] В мае 2017 года Xilinx расширила 7-ю серию, выпустив семейство Spartan-7. [155] [156]
В декабре 2013 года Xilinx представила серию UltraScale: семейства Virtex UltraScale и Kintex UltraScale. Эти новые семейства FPGA производятся TSMC по 20-нм планарному процессу. [157] В то же время она анонсировала архитектуру UltraScale SoC, названную Zynq UltraScale+ MPSoC , по 16-нм процессу FinFET TSMC. [158]
В марте 2021 года компания Xilinx анонсировала новый оптимизированный по стоимости портфель устройств Artix и Zynq UltraScale+, изготовленных по 16-нм техпроцессу TSMC. [159]
Серия ПЛИС Virtex имеет интегрированные функции, которые включают логику FIFO и ECC, блоки DSP, контроллеры PCI-Express , блоки Ethernet MAC и высокоскоростные трансиверы. В дополнение к логике ПЛИС, серия Virtex включает встроенное аппаратное обеспечение с фиксированными функциями для часто используемых функций, таких как умножители, память, последовательные трансиверы и ядра микропроцессоров. [160] Эти возможности используются в таких приложениях, как проводное и беспроводное инфраструктурное оборудование, передовое медицинское оборудование, тестовые и измерительные системы, а также оборонные системы. [161]
Семейство Virtex 7 основано на 28-нм дизайне и, как сообщается, обеспечивает двукратное улучшение производительности системы при 50-процентном снижении мощности по сравнению с предыдущим поколением устройств Virtex-6. Кроме того, Virtex-7 удваивает пропускную способность памяти по сравнению с предыдущим поколением ПЛИС Virtex с производительностью интерфейса памяти 1866 Мбит/с и более двух миллионов логических ячеек. [147] [148]
В 2011 году Xilinx начала поставки образцов Virtex-7 2000T «3D FPGA», которая объединяет четыре меньших FPGA в один пакет, помещая их на специальную кремниевую соединительную площадку (называемую интерпозером ), чтобы доставить 6,8 миллиарда транзисторов в один большой чип. Интерпозер обеспечивает 10 000 путей передачи данных между отдельными FPGA — примерно в 10–100 раз больше, чем обычно доступно на плате — для создания одной FPGA. [131] [132] [133] В 2012 году, используя ту же 3D-технологию, Xilinx представила первые поставки своего Virtex-7 H580T FPGA, гетерогенного устройства, так называемого потому, что оно состоит из двух кристаллов FPGA и одного 8-канального кристалла приемопередатчика 28 Гбит/с в одном пакете. [30]
Семейство Virtex-6 создано на основе 40-нм техпроцесса для электронных систем с интенсивными вычислениями, и компания утверждает, что оно потребляет на 15 процентов меньше энергии и имеет на 15 процентов лучшую производительность по сравнению с конкурирующими 40-нм ПЛИС. [162]
Virtex-5 LX и LXT предназначены для приложений с интенсивным использованием логики, а Virtex-5 SXT — для приложений DSP. [163] С Virtex-5 компания Xilinx изменила логическую структуру с четырехвходовых LUT на шестивходовые. С ростом сложности комбинационных логических функций, требуемых конструкциями SoC, процент комбинационных путей, требующих нескольких четырехвходовых LUT, стал узким местом производительности и маршрутизации. Шестивходовая LUT представляла собой компромисс между лучшей обработкой все более сложных комбинационных функций за счет сокращения абсолютного числа LUT на устройство. Серия Virtex-5 представляет собой 65-нм конструкцию, изготовленную по технологии тройного оксида 1,0 В. [164]
Устаревшие устройства Virtex (Virtex, Virtex-II, Virtex-II Pro, Virtex 4) по-прежнему доступны, но не рекомендуются для использования в новых разработках.
Семейство Kintex-7 является первым семейством ПЛИС среднего класса Xilinx, которое, по заявлению компании, обеспечивает производительность семейства Virtex-6 менее чем за половину цены при потреблении на 50 процентов меньше энергии. Семейство Kintex включает высокопроизводительное последовательное соединение 12,5 Гбит/с или менее затратное оптимизированное последовательное соединение 6,5 Гбит/с, память и логическую производительность, необходимые для таких приложений, как крупногабаритное оптическое проводное коммуникационное оборудование 10G , и обеспечивает баланс производительности обработки сигнала, энергопотребления и стоимости для поддержки развертывания беспроводных сетей Long Term Evolution (LTE). [147] [148]
В августе 2018 года компания SK Telecom развернула ПЛИС Xilinx Kintex UltraScale в качестве ускорителей искусственного интеллекта в своих центрах обработки данных в Южной Корее. [165] ПЛИС запускают приложение автоматического распознавания речи SKT для ускорения Nugu, голосового помощника SKT. [165] [166]
В июле 2020 года компания Xilinx выпустила новейшее дополнение к своему семейству Kintex — «KU19P FPGA», которое обеспечивает больше логической структуры и встроенной памяти [167].
Семейство Artix-7 обеспечивает на 50 процентов меньше мощности и на 35 процентов меньше стоимости по сравнению с семейством Spartan-6 и основано на унифицированной архитектуре серии Virtex. Семейство Artix разработано для удовлетворения требований к малому форм-фактору и производительности с низким энергопотреблением портативного ультразвукового оборудования с батарейным питанием, коммерческого управления объективами цифровых камер, а также военного авионики и коммуникационного оборудования. [147] [148] С введением семейства Spartan-7 в 2017 году, в котором отсутствуют широкополосные приемопередатчики, Artix-7 был уточнен как «оптимизированный для приемопередатчиков» член. [168]
Семейство SoC Zynq-7000 предназначено для высокопроизводительных встраиваемых системных приложений, таких как видеонаблюдение, помощь водителю автомобиля, беспроводные сети следующего поколения и автоматизация производства. [126] [127] [169] Zynq-7000 интегрирует полную 28-нм систему на базе процессора ARM Cortex-A9 MPCore. Архитектура Zynq отличается от предыдущих сочетаний программируемой логики и встраиваемых процессоров переходом от платформы, ориентированной на FPGA, к модели, ориентированной на процессор. [126] [127] [169] Для разработчиков программного обеспечения Zynq-7000 выглядит так же, как стандартная полнофункциональная система на кристалле (SoC) на базе процессора ARM , загружающаяся немедленно при включении питания и способная запускать различные операционные системы независимо от программируемой логики. [126] [127] [169] В 2013 году компания Xilinx представила Zynq-7100, который интегрирует цифровую обработку сигналов (DSP) для удовлетворения новых требований к интеграции программируемых систем в беспроводных, вещательных, медицинских и военных приложениях. [170]
Новое семейство продуктов Zynq-7000 представляло собой ключевую проблему для проектировщиков систем, поскольку программное обеспечение для проектирования Xilinx ISE не было разработано для обработки емкости и сложности проектирования с использованием ПЛИС с ядром ARM. [32] [140] Новый пакет Vivado Design Suite от Xilinx решил эту проблему, поскольку программное обеспечение было разработано для ПЛИС с большей емкостью и включало функциональность высокоуровневого синтеза (HLS), которая позволяет инженерам компилировать сопроцессоры из описания на основе C. [32] [140]
AXIOM , [171] первая в мире цифровая кинокамера с открытым исходным кодом , содержит Zynq-7000. [ 172]
Серия Spartan ориентирована на недорогие, массовые приложения с низким энергопотреблением, например , дисплеи , телевизионные приставки , беспроводные маршрутизаторы и другие приложения. [173]
Семейство Spartan-6 создано на основе 45-нм технологии 9-металлического слоя с двойным оксидным технологическим процессом. [150] [174] Spartan-6 был представлен на рынке в 2009 году как недорогой вариант для автомобильной промышленности, беспроводной связи, плоских дисплеев и систем видеонаблюдения. [174]
Семейство Spartan-7, созданное на основе того же 28 -нм процесса, который используется в других ПЛИС 7-й серии, было анонсировано в 2015 году [155] и стало доступно в 2017 году. [156] В отличие от семейства Artix-7 и членов «LXT» семейства Spartan-6, в ПЛИС Spartan-7 отсутствуют широкополосные приемопередатчики. [168]
Поскольку устройства EasyPath идентичны ПЛИС, которые уже используют клиенты, детали можно производить быстрее и надежнее с момента заказа по сравнению с аналогичными конкурирующими программами. [175]
Versal — это 7-нм архитектура компании Xilinx, ориентированная на потребности в гетерогенных вычислениях в приложениях ускорения центров обработки данных, ускорения искусственного интеллекта на периферии , приложений Интернета вещей (IoT) и встроенных вычислений .
Программа Everest фокусируется на Versal Adaptive Compute Acceleration Platform (ACAP), категории продуктов, объединяющей традиционную структуру FPGA с системой ARM на кристалле и набором сопроцессоров , соединенных через сеть на кристалле . [176] Целью Xilinx было снижение барьеров для принятия FPGA для ускоренных вычислительно-интенсивных рабочих нагрузок центров обработки данных. [177] Они предназначены для широкого спектра приложений в областях больших данных и машинного обучения , включая перекодирование видео, запросы к базам данных, сжатие данных, поиск, вывод ИИ , машинное зрение , компьютерное зрение , автономные транспортные средства , геномику , вычислительное хранение и сетевое ускорение. [176]
15 апреля 2020 года было объявлено, что Xilinx будет поставлять свои чипы Versal компании Samsung Electronics для сетевого оборудования 5G. [178] В июле 2021 года Xilinx дебютировала с Versal HBM, которая объединяет сетевой интерфейс платформы с памятью HBM2e для устранения узких мест в данных. [179]
{{cite web}}
: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ){{cite web}}
: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ){{cite web}}
: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )