Xilinx, Inc. ( / ˈ z aɪ l ɪ ŋ k s / ZY -links ) — американская технологическая и полупроводниковая компания, которая в основном поставляла программируемые логические устройства . Компания известна изобретением первой коммерчески жизнеспособной программируемой вентильной матрицы (FPGA). Он также создал первую модель производства без фабрики . [4] [5] [6]
Компания Xilinx была основана Россом Фриманом , Бернардом Вондершмиттом и Джеймсом V Барнеттом II в 1984 году. Компания стала публичной на NASDAQ в 1990 году. [7] [8] AMD объявила о приобретении Xilinx в октябре 2020 года, и сделка была заключена. завершено 14 февраля 2022 года посредством сделки с акциями на сумму около 60 миллиардов долларов. [9] [10] Xilinx оставалась 100% дочерней компанией AMD до тех пор, пока в июне 2023 года этот бренд не был прекращен, и теперь линейки продуктов Xilinx выпускаются под брендом AMD. [11]
Компания Xilinx была основана в Кремниевой долине в 1984 году, ее штаб-квартира находится в Сан-Хосе , США, а дополнительные офисы — в Лонгмонте , США; Дублин , Ирландия; Сингапур ; Хайдарабад , Индия; Пекин , Китай; Шанхай , Китай; Брисбен , Австралия, Токио , Япония и Ереван , Армения. [12] [13]
По словам Билла Картера, бывшего технического директора и нынешнего [ когда? ] сотрудник Xilinx, выбор названия Xilinx относится к химическому символу кремния Si . [14] [ как? ] [ неудачная проверка ] «linx» представляет собой программируемые ссылки, которые соединяют программируемые логические блоки вместе. Знаки «X» на каждом конце обозначают программируемые логические блоки. [15] [ нужна ссылка ]
Xilinx продает широкий спектр FPGA, сложных программируемых логических устройств (CPLD), инструментов проектирования, интеллектуальной собственности и эталонных проектов. [16] Клиенты Xilinx составляют чуть более половины всего рынка программируемой логики, то есть 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 Фриман , Бернард Вондершмитт и Джеймс V Барнетт II — бывшие сотрудники компании Zilog , производителя интегральных схем и полупроводниковых устройств — в 1984 году основали компанию Xilinx со штаб-квартирой в Сан-Хосе , США. [12] [15]
Работая в Zilog, Фриман хотел создавать чипы, которые действовали бы как чистая лента, позволяя пользователям самостоятельно программировать технологию. [15] «Эта концепция требовала большого количества транзисторов , а в то время транзисторы считались чрезвычайно ценными — люди думали, что идея Росса была довольно далека», — сказал Билл Картер, сотрудник Xilinx, нанятый в 1984 году для разработки микросхем в качестве восьмого сотрудника Xilinx. [15]
В то время было выгоднее производить универсальные схемы в больших объемах [12], чем специализированные схемы для конкретных рынков. [12] FPGA обещали сделать специализированные схемы прибыльными.
Фримену не удалось убедить Zilog инвестировать в FPGA, чтобы занять рынок, 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 FPGA. [12] Они зарегистрировали 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 предоставляла финансирование Xilinx, была куплена AMD . [12] В результате Xilinx расторгла сделку с MMI и в 1989 году стала публичной на NASDAQ. [12] Компания также переехала на завод площадью 144 000 квадратных футов (13 400 м 2 ) в Сан-Хосе, Калифорния, для обработки все более крупные заказы от HP , Apple Inc. , IBM и Sun Microsystems . [12]
Другие производители FPGA появились в середине 1990-х годов. [12] К 1995 году выручка компании достигла 550 миллионов долларов. [12] С годами Xilinx расширила свою деятельность на Индию , Азию и Европу . [19] [20] [21] [22]
Продажи Xilinx выросли до $2,53 млрд к концу 2018 финансового года. [23] Моше Гавриэлов – ветеран индустрии EDA и ASIC , назначенный президентом и генеральным директором в начале 2008 года – представил целевые платформы проектирования, которые сочетают в себе FPGA с программным обеспечением , IP-ядрами, платы и комплекты для решения целевых задач. [24] Эти платформы представляют собой альтернативу дорогостоящим интегральным схемам для конкретных приложений ( ASIC ) и стандартным продуктам для конкретных приложений (ASSP). [25] [26] [27]
4 января 2018 года Виктор Пэн, операционный директор компании, сменил Гавриелова на посту генерального директора. [28]
В 2011 году компания представила Virtex-7 2000T, первый продукт на основе 2,5D многослойного кремния (на основе технологии кремниевого интерпозера ), предназначенный для создания более крупных FPGA, чем можно было бы построить с использованием стандартного монолитного кремния. [14] Затем компания Xilinx адаптировала технологию для объединения ранее отдельных компонентов в одном чипе, сначала объединив FPGA с приемопередатчиками на основе гетерогенной технологии, чтобы увеличить пропускную способность при меньшем энергопотреблении. [29]
По словам бывшего генерального директора Xilinx Моше Гавриэлова, добавление гетерогенного коммуникационного устройства в сочетании с внедрением новых программных инструментов и линейкой 28-нм SoC-устройств Zynq-7000, сочетающих в себе ядро ARM с FPGA, являются частью изменения ее позиции. от поставщика программируемых логических устройств до поставщика «всего программируемого». [30]
Помимо 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 проектирования передовых электронных систем. [32] В мае 2014 года компания поставила первую FPGA следующего поколения: 20- нм UltraScale. [33]
В сентябре 2017 года Amazon.com и Xilinx начали кампанию по внедрению FPGA. Эта кампания позволяет использовать образы машин Amazon (AMI) AWS Marketplace со связанными экземплярами Amazon FPGA, созданными партнерами. Обе компании выпустили инструменты разработки программного обеспечения, упрощающие создание технологии FPGA. Инструменты создают образы машин, созданные и продаваемые партнерами, и управляют ими. [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 FPGA Xilinx Virtex UltraScale+ и видеокодер H.265 от NGCodec использовались в облачном сервисе кодирования видео. с использованием высокоэффективного кодирования видео (HEVC). [38] Эта комбинация обеспечивает потоковое видео с тем же качеством изображения, что и при использовании графических процессоров, но с битрейтом на 35–45 % ниже. [39]
В ноябре 2018 года семейство многопроцессорных систем на кристалле Zynq UltraScale+ было сертифицировано на соответствие уровню полноты безопасности (SIL) 3 HFT1 спецификации IEC 61508 . [40] [41] Благодаря этой сертификации разработчики могут использовать платформу MPSoC в приложениях безопасности на основе искусственного интеллекта до уровня SIL 3, в промышленных платформах 4.0 автомобильных, аэрокосмических и систем искусственного интеллекта. [42] [43] В январе 2019 года ZF Friedrichshafen AG (ZF) работала с Zynq от Xilinx над созданием автомобильного блока управления ProAI, который используется для запуска приложений автоматического вождения. [44] [45] [46] Платформа Xilinx не учитывает агрегацию, предварительную обработку и распространение данных в реальном времени и ускоряет обработку ИИ устройства. [40] [47]
В ноябре 2018 года компания Xilinx перевела свои продукты XQ UltraScale+ оборонного уровня на 16-нм техпроцесс FinFET TSMC . [48] [49] [50] В число продуктов вошли первые в отрасли гетерогенные многопроцессорные SoC-устройства оборонного уровня, включая XQ Zynq UltraScale+ MPSoC и RFSoC, а также XQ UltraScale+ Kintex и Virtex FPGA. [51] [52] В том же месяце компания расширила свой портфель карт-ускорителей для центров обработки данных Alveo, выпустив Alveo U280. [53] Первоначальная линейка Alveo включала U200 и U250, оснащенные 16-нм FPGA 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 отдела полупроводникового дизайна компании 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 скорости вывода — 30 000 изображений в секунду. [55]
Также в ноябре 2018 года Xilinx объявила, что Dell EMC стала первым поставщиком серверов, получившим квалификацию своей карты ускорителя Alveo U200, используемой для ускорения ключевых высокопроизводительных вычислений и других рабочих нагрузок с некоторыми серверами Dell EMC PowerEdge. [56] U280 включал поддержку памяти с высокой пропускной способностью (HBM2) и высокопроизводительного соединения с сервером. [57] В августе 2019 года Xilinx выпустила Alveo U50, низкопрофильный адаптируемый ускоритель с поддержкой PCIe Gen4. [58] [59] Карта ускорителя U55C была выпущена в ноябре 2021 года и предназначена для рабочих нагрузок HPCC и больших данных за счет включения решения кластеризации на основе RoCE v2 , позволяющего 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 противоправных действий в соответствии с DMCA YouTube-блогеру EE , заявив о нарушении прав на товарный знак за размещение логотипа Xilinx рядом с логотипом Altera в образовательном видео. [61] [62] Xilinx отказывалась отвечать до тех пор, пока не было опубликовано видео с юридической угрозой, после чего они отправили электронное письмо с извинениями. [63]
В январе 2019 года Baidu объявила, что ее новый продукт EdgeBoard для ускорения периферийных вычислений основан на Xilinx. [64] [65] Edgeboard является частью инициативы Baidu Brain AI Hardware Platform Initiative, которая включает в себя открытые вычислительные сервисы Baidu, а также аппаратные и программные продукты для периферийных приложений AI. [66] Edgeboard основан на Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC, который использует процессоры реального времени вместе с программируемой логикой. [67] [68] Edgeboard на базе Xilinx можно использовать для разработки таких продуктов, как интеллектуальные решения для видеонаблюдения, передовые системы помощи водителю и роботы следующего поколения. [69] [70]
В феврале 2019 года компания анонсировала два новых поколения своего портфолио RF-системы на кристалле Zynq UltraScale+ (RFSoC). [71] Устройство покрывает весь диапазон частот ниже 6 ГГц, который необходим для 5G , и обновления включали: расширенный интерфейс миллиметровых волн, снижение мощности до 20% в подсистеме преобразователя радиочастотных данных по сравнению с базовым портфолио, а также поддержка 5G New Radio . [72] Версия второго поколения охватывала частоту до 5 ГГц, а третья — до 6 ГГц. [73] По состоянию на февраль эта линейка была единственной адаптируемой одночиповой радиоплатформой, 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 нового радио 5G (NR) в Южной Корее . [75] [76] Обе компании разработали и внедрили продукты 5G Massive с несколькими входами, несколькими выходами (m-MIMO) и миллиметровыми волнами (mmWave) с использованием платформы Xilinx UltraScale+. [75] Эти возможности необходимы для коммерциализации 5G. [76] Компании также объявили о сотрудничестве в области адаптируемой платформы ускорения вычислений (ACAP) Xilinx Versal, которая будет предоставлять услуги 5G. [77] В феврале 2019 года Xilinx представила ядро IP-подсистемы HDMI 2.1, которое позволило устройствам компании передавать, получать и обрабатывать UHD-видео с разрешением до 8K (7680 x 4320 пикселей) в медиаплеерах, камерах, мониторах, светодиодных стенах, проекторы и виртуальные машины на базе 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. , а в марте 2019 года продемонстрировали свое первое совместное решение: однокристальную сетевую карту 100G на базе FPGA . Это приобретение позволит 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 самую большую в мире FPGA — Virtex Ultrascale+ VU19P к 16-нм семейству 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 можно запрограммировать для запуска практически любого программного обеспечения искусственного интеллекта. [89] [90] 1 октября 2019 года Xilinx объявила о запуске Vitis, единой бесплатной программной платформы с открытым исходным кодом , которая помогает разработчикам воспользоваться преимуществами адаптивности оборудования. [91] [92] [93]
В 2019 году годовая выручка Xilinx впервые превысила $3 млрд, объявив, что выручка составила $3,06 млрд, что на 24% больше, чем в предыдущем финансовом году. [94] [95] Выручка за четвертый квартал 2019 финансового года составила 828 миллионов долларов, что на 4% больше, чем в предыдущем квартале, и на 30% больше, чем в прошлом году. [96] Сектор коммуникаций Xilinx приносил 41% доходов; промышленный, аэрокосмический и оборонный секторы составили 27%; на сектора центров обработки данных и тестирования, измерений и эмуляции (TME) пришлось 18%; а автомобильный, телевещательный и потребительский рынки составили 14%. [97]
В августе 2020 года Subaru объявила об использовании одного из чипов Xilinx для обработки изображений с камер 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] С момента завершения приобретения все компании Xilinx продукты выпускаются под совместным брендом AMD Xilinx ; началась в июне 2023 года, все продукты Xilinx теперь объединяются под брендом AMD.
В декабре 2020 года Xilinx объявила, что приобретает активы Falcon Computing Systems для улучшения бесплатной платформы Vitis с открытым исходным кодом, программного обеспечения для проектирования адаптируемых механизмов обработки, позволяющего использовать высокооптимизированные ускорители для конкретной предметной области. [103]
В апреле 2021 года Xilinx объявила о сотрудничестве с Mavenir для увеличения 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 со встроенным стеком программного обеспечения 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, предоставляемые в виде ядер интеллектуальной собственности (IP), услуги по проектированию, обучение клиентов, проектирование на местах и техническую поддержку. [16] Xilinx продает как FPGA, так и CPLD производителям электронного оборудования на конечных рынках, таких как связь , промышленность, потребительский сектор , автомобилестроение и обработка данных . [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113]
FPGA Xilinx использовались в эксперименте ALICE (большой ионный коллайдер) в европейской лаборатории ЦЕРН на франко - швейцарской границе для картирования и расшифровки траекторий тысяч субатомных частиц . [114] Xilinx также вступила в партнерство с Управлением космических аппаратов Исследовательской лаборатории ВВС США для разработки FPGA, способных противостоять разрушительному воздействию радиации в космосе , которые в 1000 раз менее чувствительны к космическому излучению, чем коммерческий эквивалент, для развертывания. на новых спутниках. [115] FPGA Xilinx могут работать под управлением обычной встроенной ОС (например, Linux или vxWorks ) и реализовывать периферийные устройства процессора с помощью программируемой логики. [16] Семейства FPGA Virtex-II Pro, Virtex-4, Virtex-5 и Virtex-6, включающие до двух встроенных ядер PowerPC , ориентированы на потребности разработчиков систем на кристалле (SoC). [116] [117] [118]
IP-ядра Xilinx включают IP для простых функций ( кодеры BCD , счетчики и т. д.), для ядер конкретной области ( цифровая обработка сигналов , ядра FFT и FIR ) и для сложных систем (многогигабитные сетевые ядра, программный микропроцессор MicroBlaze и компактный Picoblaze). микроконтроллер ). [16] Xilinx также создает собственные ядра за определенную плату. [ нужна цитата ]
Основной инструментарий проектирования, который Xilinx предоставляет инженерам, — 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 инструменты проектирования уровня электронной системы (ESL) для синтеза и проверки алгоритмического IP на основе C; основанная на стандартах упаковка как алгоритмических, так и RTL IP для повторного использования; сшивка IP на основе стандартов и системная интеграция всех типов системных строительных блоков; и проверка блоков и систем. [119] Бесплатная версия WebPACK Edition Vivado предоставляет дизайнерам ограниченную версию среды проектирования. [120]
Комплект встроенного разработчика Xilinx (EDK) поддерживает встроенные ядра PowerPC 405 и 440 (в Virtex-II Pro и некоторых чипах Virtex-4 и -5), а также ядро Microblaze . Системный генератор Xilinx для DSP реализует конструкции DSP на FPGA Xilinx. Бесплатная версия программного обеспечения EDA под названием ISE WebPACK используется с некоторыми невысокопроизводительными чипами. Xilinx является единственным (по состоянию на 2007 год) поставщиком FPGA, распространяющим собственный бесплатный набор инструментов для синтеза Linux. [121]
Компания Xilinx анонсировала архитектуру новой платформы на базе ARM Cortex-A9 для разработчиков встраиваемых систем, которая сочетает в себе программируемость встроенного процессора с аппаратной гибкостью FPGA. [122] [123] Новая архитектура снимает большую часть аппаратной нагрузки с точки зрения разработчиков встроенного программного обеспечения, предоставляя им беспрецедентный уровень контроля в процессе разработки. [124] [125] [122] [123] С помощью этой платформы разработчики программного обеспечения могут использовать существующий системный код, основанный на технологии ARM, и использовать обширные готовые библиотеки программных компонентов с открытым исходным кодом и коммерчески доступные. [124] [125] [122] [123] Поскольку система загружает ОС при перезагрузке, разработка программного обеспечения может начаться быстро в привычных средах разработки и отладки с использованием таких инструментов, как пакет разработки RealView от ARM и связанных с ним инструментов сторонних производителей, Eclipse. IDE на базе GNU, Xilinx Software Development Kit и другие. [124] [125] [122] [123] В начале 2011 года Xilinx начала поставки платформы Zynq-7000 SoC, объединяющей многоядерные процессоры ARM, структуру программируемой логики, пути данных DSP, память и функции ввода-вывода в плотную и настраиваемую систему. сетка межсоединений. [126] [127] Платформа предназначена для разработчиков встраиваемых систем, работающих над рыночными приложениями, требующими многофункциональности и оперативности в реальном времени, таких как помощь водителю автомобиля, интеллектуальное видеонаблюдение, промышленная автоматизация, аэрокосмическая и оборонная промышленность, а также беспроводная связь нового поколения. [124] [125] [122] [123]
После выпуска 28-нм FPGA 7-й серии компания Xilinx сообщила, что некоторые детали с самой высокой плотностью в этих линейках продуктов FPGA будут изготавливаться с использованием нескольких кристаллов в одном корпусе с использованием технологий, разработанных для 3D-конструирования и сборок с многоярусными кристаллами. [128] [129] Разработанная компанией технология многослойных кремниевых межсоединений (SSI) объединяет несколько (три или четыре) активных кристаллов FPGA рядом на кремниевом переходнике – едином куске кремния, несущем пассивное межсоединение. Отдельные кристаллы FPGA являются обычными и монтируются с помощью микровыступов на промежуточном устройстве. Интерпозер обеспечивает прямое соединение между кристаллами FPGA без необходимости использования технологий приемопередатчика, таких как высокоскоростной SerDes . [128] [129] [130] В октябре 2011 года Xilinx поставила первую ПЛИС, использующую новую технологию, FPGA Virtex-7 2000T, которая включает 6,8 миллиардов транзисторов и 20 миллионов вентилей ASIC. [131] [132] [133] [134] Следующей весной компания Xilinx использовала 3D-технологию для поставки Virtex-7 HT, первых в отрасли гетерогенных FPGA, которые сочетают в себе FPGA с высокой пропускной способностью и максимальными шестнадцатью 28 Гбит/с и семьюдесятью Гбит/с. -два трансивера 13,1 Гбит/с 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 компанию по разработке инструментов AutoESL Design Technologies и добавила высокоуровневый дизайн System C для своих семейств ПЛИС 6-й и 7-й серий. [137] Добавление инструментов AutoESL расширило сообщество разработчиков FPGA, включив в него дизайнеров, более привыкших 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 IP-проектирования и системно-ориентированного проектирования поддерживает новые устройства высокой емкости и ускоряет разработку программируемой логики и устройств ввода-вывода. [139] Vivado обеспечивает более быструю интеграцию и внедрение программируемых систем в устройства с технологией трехмерных многослойных кремниевых межсоединений, системами обработки ARM, аналоговыми смешанными сигналами (AMS) и множеством полупроводниковых ядер интеллектуальной собственности (IP). [140]
В июле 2019 года Xilinx приобрела NGCodec, разработчика FPGA- ускоренных видеокодеров для потоковой передачи видео , облачных игр и облачных сервисов смешанной реальности . Видеокодеры NGCodec включают поддержку H.264/AVC , H.265/HEVC , VP9 и AV1 ; в будущем планируется поддерживать 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 в себя высокопроизводительные серверы, карты-ускорители Xilinx Alveo и высокоскоростные сети. [144] Еще три XACC будут установлены в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (UCLA); Университет Иллинойса в Урбана Шампейн (UIUC); и Национальный университет Сингапура (NUS). [143] [145]
До 2010 года Xilinx предлагала два основных семейства FPGA: высокопроизводительную серию Virtex и крупносерийную серию Spartan, а также более дешевый вариант EasyPath для перехода к массовому производству. [31] Компания также предлагает две линейки CPLD : CoolRunner и серию 9500. Каждая модельная серия была выпущена в нескольких поколениях с момента ее запуска. [146] С выпуском 28-нм FPGA в июне 2010 года компания Xilinx заменила крупносерийное семейство Spartan семейством Kintex и недорогим семейством Artix. [147] [148]
В новых продуктах Xilinx FPGA используется процесс High-K Metal Gate (HKMG), который снижает статическое энергопотребление и одновременно увеличивает логическую емкость. [149] В устройствах, изготовленных по 28-нм техпроцессу, статическая мощность составляет большую, 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 вдвое 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, обещая улучшение мощности системы, производительности, емкости и цены. Эти новые семейства FPGA производятся с использованием 28-нм техпроцесса HKMG компании TSMC . [152] Устройства серии 7, изготовленные по 28-нм техпроцессу, обеспечивают 50-процентное снижение энергопотребления по сравнению с устройствами компании, изготовленными по 40-нм техпроцессу, и обеспечивают емкость до 2 миллионов логических ячеек. [147] Менее чем через год после анонса 7-й серии 28-нм FPGA компания Xilinx поставила первое в мире 28-нм устройство FPGA — Kintex-7. [153] [154] В марте 2011 года компания Xilinx представила семейство Zynq-7000, которое объединяет полную систему на базе процессора ARM Cortex-A9 MPCore на 28-нм FPGA для системных архитекторов и разработчиков встроенного программного обеспечения. [126] [127] В мае 2017 года компания Xilinx расширила 7-ю серию производством семейства Spartan-7. [155] [156]
В декабре 2013 года Xilinx представила серию UltraScale: семейства Virtex UltraScale и Kintex UltraScale. Эти новые семейства FPGA производятся компанией TSMC по планарному техпроцессу 20 нм. [157] В то же время компания анонсировала архитектуру UltraScale SoC под названием Zynq UltraScale+ MPSoC на основе 16-нм техпроцесса FinFET TSMC. [158]
В марте 2021 года Xilinx анонсировала новое экономически оптимизированное портфолио устройств Artix и Zynq UltraScale+, изготовленных по 16-нм техпроцессу TSMC. [159]
Серия FPGA Virtex имеет интегрированные функции, включающие логику FIFO и ECC, блоки DSP, контроллеры PCI-Express , блоки MAC Ethernet и высокоскоростные приемопередатчики. В дополнение к логике FPGA, серия Virtex включает встроенное аппаратное обеспечение с фиксированными функциями для часто используемых функций, таких как умножители, память, последовательные приемопередатчики и ядра микропроцессора. [160] Эти возможности используются в таких приложениях, как оборудование проводной и беспроводной инфраструктуры, современное медицинское оборудование, контрольно-измерительные и оборонные системы. [161]
Семейство Virtex 7 основано на 28-нм техпроцессе и, как сообщается, обеспечивает двукратное улучшение производительности системы при снижении энергопотребления на 50 процентов по сравнению с устройствами Virtex-6 предыдущего поколения. Кроме того, Virtex-7 удваивает пропускную способность памяти по сравнению с FPGA Virtex предыдущего поколения с производительностью интерфейса памяти 1866 Мбит/с и более чем двумя миллионами логических ячеек. [147] [148]
В 2011 году Xilinx начала поставлять образцы Virtex-7 2000T «3D FPGA», которые объединяют четыре FPGA меньшего размера в один корпус, помещая их на специальную кремниевую соединительную площадку (называемую промежуточным устройством), чтобы доставить 6,8 миллиардов транзисторов в одном корпусе. большой чип. Промежуточный преобразователь обеспечивает 10 000 каналов передачи данных между отдельными FPGA – примерно в 10–100 раз больше, чем обычно имеется на плате – для создания единой FPGA. [131] [132] [133] В 2012 году, используя ту же 3D-технологию, компания Xilinx представила первые поставки своей FPGA Virtex-7 H580T, гетерогенного устройства, названного так потому, что оно состоит из двух кристаллов FPGA и одного 8-канального 28 Гбит/с. Трансивер находится в том же корпусе. [30]
Семейство Virtex-6 создано по 40-нм техпроцессу для электронных систем с интенсивными вычислениями. Компания утверждает, что оно потребляет на 15 процентов меньше энергии и имеет на 15 процентов лучшую производительность по сравнению с конкурирующими 40-нм FPGA. [162]
Virtex-5 LX и LXT предназначены для приложений с интенсивным использованием логики, а Virtex-5 SXT — для приложений DSP. [163] В Virtex-5 компания Xilinx изменила логическую структуру с LUT с четырьмя входами на LUT с шестью входами. С ростом сложности функций комбинационной логики, необходимых для конструкций SoC, процент комбинационных путей, требующих нескольких LUT с четырьмя входами, стал узким местом в производительности и маршрутизации. LUT с шестью входами представлял собой компромисс между лучшей обработкой все более сложных комбинационных функций за счет сокращения абсолютного количества LUT на устройство. Серия Virtex-5 представляет собой конструкцию, изготовленную по 65-нм техпроцессу и изготовленную по трехоксидной технологии с напряжением 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 конструкциях.
Семейство Kintex-7 — это первое семейство FPGA среднего класса Xilinx, которое, по утверждению компании, обеспечивает производительность семейства Virtex-6 менее чем в два раза дешевле, потребляя при этом на 50 процентов меньше энергии. Семейство Kintex включает в себя высокопроизводительные оптимизированные последовательные соединения со скоростью 12,5 Гбит/с или более дешевые оптимизированные 6,5 Гбит/с, память и логические характеристики, необходимые для таких приложений, как крупномасштабное оборудование проводной оптической связи 10G , а также обеспечивает баланс производительности обработки сигналов, энергопотребление и стоимость поддержки развертывания беспроводных сетей долгосрочного развития (LTE). [147] [148]
В августе 2018 года SK Telecom развернула FPGA Xilinx Kintex UltraScale в качестве ускорителей искусственного интеллекта в своих центрах обработки данных в Южной Корее. [165] FPGA запускают приложение автоматического распознавания речи SKT для ускорения Nugu, голосового помощника SKT. [165] [166]
В июле 2020 года компания Xilinx представила последнее дополнение к своему семейству Kintex — KU19P FPGA, которое обеспечивает больше логической матрицы и встроенной памяти [167].
Семейство Artix-7 обеспечивает на 50 процентов меньшую мощность и на 35 процентов меньшую стоимость по сравнению с семейством Spartan-6 и основано на унифицированной архитектуре серии Virtex. Семейство Artix разработано с учетом требований к малому форм-фактору и малому энергопотреблению портативного ультразвукового оборудования с батарейным питанием, управления объективом коммерческих цифровых камер, а также военной авионики и коммуникационного оборудования. [147] [148] С появлением в 2017 году семейства Spartan-7, в котором отсутствуют трансиверы с высокой пропускной способностью, Artix-7 был назван «оптимизированным для трансивера» членом. [168]
Семейство SoC Zynq-7000 предназначено для высококлассных встраиваемых системных приложений, таких как видеонаблюдение, помощь водителю автомобиля, беспроводная связь нового поколения и автоматизация производства. [126] [127] [169] Zynq-7000 объединяет полную 28-нм систему на базе процессора ARM Cortex-A9 MPCore. Архитектура Zynq отличается от предыдущих сочетаний программируемой логики и встроенных процессоров переходом от платформы, ориентированной на FPGA, к модели, ориентированной на процессор. [126] [127] [169] Для разработчиков программного обеспечения Zynq-7000 выглядит как стандартная полнофункциональная однокристальная система (SOC) на базе процессора ARM, загружающаяся сразу при включении питания и способная работать с различными операционных систем независимо от программируемой логики. [126] [127] [169] В 2013 году компания Xilinx представила Zynq-7100, который объединяет цифровую обработку сигналов (DSP) для удовлетворения новых требований к интеграции программируемых систем беспроводных, вещательных, медицинских и военных приложений. [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 возможностей и сложности проектирования с использованием FPGA с ядром ARM. [32] [140] Новый пакет Vivado Design Suite от Xilinx решил эту проблему, поскольку программное обеспечение было разработано для FPGA большей производительности и включало в себя функцию синтеза высокого уровня (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 предназначена для недорогих, объемных приложений с низким энергопотреблением, например, дисплеев , телевизионных приставок , беспроводных маршрутизаторов и других приложений. [173]
Семейство Spartan-6 построено по 45-нм техпроцессу с 9 слоями металлов и двойной оксидной технологией. [150] [174] Spartan-6 был продан в 2009 году как недорогой вариант для автомобильной промышленности, беспроводной связи, плоских дисплеев и систем видеонаблюдения. [174]
Семейство Spartan-7, построенное по тому же 28- нм техпроцессу, который используется в других FPGA 7-й серии, было анонсировано в 2015 году [155] и стало доступно в 2017 году. [156] В отличие от семейства Artix-7 и «LXT» Члены семейства Spartan-6, FPGA Spartan-7 не имеют приемопередатчиков с высокой пропускной способностью. [168]
Поскольку устройства EasyPath идентичны FPGA, которые клиенты уже используют, детали можно производить быстрее и надежнее с момента заказа по сравнению с аналогичными конкурирующими программами. [175]
Versal — это 7-нм архитектура Xilinx, предназначенная для удовлетворения потребностей гетерогенных вычислений в приложениях ускорения центров обработки данных, ускорении искусственного интеллекта на периферии , приложениях Интернета вещей (IoT) и встроенных вычислениях .
Программа Everest ориентирована на Versal Adaptive Compute Acceleration Platform (ACAP), категорию продуктов, сочетающую в себе традиционную матрицу FPGA с системой ARM на кристалле и набором сопроцессоров , соединенных через сеть на кристалле . [176] Целью Xilinx было снижение барьеров на пути внедрения FPGA для ускорения ресурсоемких рабочих нагрузок центров обработки данных. [177] Они предназначены для широкого спектра приложений в области больших данных и машинного обучения , включая перекодирование видео, запросы к базе данных, сжатие данных, поиск, выводы искусственного интеллекта , машинное зрение , компьютерное зрение , автономные транспортные средства , геномику , вычислительное хранилище. и ускорение сети. [176]
15 апреля 2020 года было объявлено, что Xilinx поставит Samsung Electronics свои чипы Versal для сетевого оборудования 5G. [178] В июле 2021 года Xilinx представила Versal HBM, который сочетает в себе сетевой интерфейс платформы с памятью HBM2e для устранения узких мест при передаче данных. [179]
{{cite web}}
: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ){{cite web}}
: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ){{cite web}}
: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )