深入阐述全球首款异构3D FPGA芯片

核心提示:不久前,赛灵思公司(xilinx:all programmable技术和器件的企业)virtex-7 h580t fpga—全球首款3d异构all programmable芯片正式发货。本文将为大家深入阐述此款3d异构all programmable芯片。
virtex-7 ht采用赛灵思的堆叠硅片互联 (ssi)技术,是提供业界带宽最高的fpga,可提供多达16个28gbps收发器和72个13.1 gbps收发器,也是能满足关键nx100g和400g线路卡应用功能要求的单芯片解决方案。
为此,本文就赛灵思一些问题进行了深入讨论,具体问题和相应答案如下:
问:为何28 gbps收发器是40nm工艺,而不是28nm或65nm?
答:异构架构的优势使我们能够把不同的技术结合在一起,从而能够提供针对客户需求儿和优化的器件。就 virtex-7 h580t 器件而言,我们选择了在 40nm 技术节点上已得到检验的成熟的收发器技术。
问:virtex-7 ht fpga为何称为all programmable器件?还是xilinx今后所有7系列及以上的产品都称为all programmable?
答:我们还没有正式做出用词的改变,但“all programmable”这个用词反映出了一个事实,那就是fpga 这个词已经不能全面充分地描述当前可编程器件产品了。我们的产品已经超越了传统的可编程逻辑,已经不再是简单的门阵列了。尤其对28nm工艺节点而言,赛灵思开发了许多不同类型的可编程技术;超越了可编程逻辑和i/o,包括了软件可编程arm 处理系统、3d-ic、模拟混合信号 (ams)、ic 设计工具以及ip 等。
赛灵思将可编程技术的这些不同子集整合为all programmable器件,如virtex-7 2000t和virtex-7 h580t ssi器件以及最新发货的zynq-7000可扩展处理平台 (epp),此外还包含带有大量模拟混合信号(ams)、高性能serdes、pll到可编程数据转换器资源的fpga。
问:新闻稿[1]中,“赛灵思公司有线通信系统架构师mark gustlin指出:‘virtex-7 h580t具有8个28 gbps 收发器和更大的逻辑容量,……’”,而开头又提到:“可提供多达16个28 gbps收发器 ”。到底是8个、还是16个28gbps收发器?
答:新闻稿的第一段提到了整个产品系列,共包括三款器件:virtex-7 h290t、virtex-7 h580t 和 virtex-7 h870t。virtex-7 h870t 采用 16 个 28gbps 收发器和 72 个13.1 gbps 收发器,是产品系列中带宽最高的器件。两个带宽较低的器件均采用 8个 28gbps 收发器,但分别采用 24 个和 48 个 13.1gbps 收发器。
问:nx100g和400g线路卡市场如何?何时会开始研发和大量部署?
答:赛灵思在本领域的研发工作已经开展了一段时间。
通信设备oem厂商面临着加倍设备密度,同时确保功耗不变,降低成本的压力。相对cfp光学模块而言,cfp2光学模块可支持下一代100-400gbps系统的设计,最大化面板带宽密度,同时又不增加尺寸和功耗。
为支持更高带宽,需要将seredes数据速率从10gbps提升到28gbps。在赛灵思的virtex-7 ht fpga(包括virtex-7 h290t和virtex-7 h870t器件)的开发过程中,芯片到光学模块、芯片到背板以及芯片间接口的抖动预算异常严格,与功耗一起成为了关注的焦点。
使用400gbps线路卡的客户希望在输入侧加入包括16个28gbps的单芯片解决方案,以连接4个 400gbps cfp2光学模块。系统还要求用48~72个10.3125 gbps收发器连接多个速率为 200gbps或400gbps的npu或asic。除了采用16个28gbps收发器的virtex-7 ht之外,赛灵思还将针对100gbps、2 x 100gbps应用提供采用4或8个28gbps 收发器的器件。

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