秦王朝“二世而亡”之後,中國發生了劉邦和項羽之間的“楚漢之爭”。兩人曾在先前的反秦戰爭中定下約定,“先入關中者為王”。半導體製程進入65nm時代,不同於以往製程轉換之際。自65nm開始,由於材質物理屬性的限制,導致半導體產業在這個門檻徘徊良久,與此同時對於深次微米製程的需求、龐大的市場卻已經開始加速。65nm似乎成為一道門檻,大有“咸陽”之勢,誰先搶佔了先機誰就能獲得進入深次微米之後廣闊的市場空間。
11月14日,在一年一度的SOPC World北京場活動上,Altera向外界發佈了其65nm FPGA產品Stratix III系列的相關內容。Altera公司產品和企業市場副總裁Danny Biran全面介紹了Altera在功耗、性能以及易用性方面的卓越成就。而同時,在當天下午,Xilinx便也召開了旗下65nm的Virtex-5的第二個系列產品Virtex-5 LXT平臺,將其產品展示於業界面前。這樣的安排甚是有趣,FPGA領域的“咸陽之爭”早早便拉開了口水戰的架勢。
Altera─功耗、性能和易用性提供65nm產品量產保證
照片人物: Altera公司產品和企業市場副總裁Danny Biran
Stratix III採用台積電65nm製程技術,其創新之處在於硬體架構的改變以及Quartus II軟體支援的改進。據Altera給出的資料,與前一代產品相比,Stratix III將功耗降低了50%、而性能卻提升了25%。
Danny Biran先生在早上的SOPC大會上指出,“高性能FPGA已經開始成為系統的核心,這是大勢所趨。客戶對於高性能FPGA的要求也正變得越來越苛刻,其中尤其以對功耗更低、性能更高、成本控制更好、更方便使用這4個方向為主。”
如何降低功耗是進入65nm之後最為突出的一個考慮因素。Danny Biran先生表示,這恰恰是Altera的產品最大特色之處。Biran在後面的新品發佈會詳細地解說了Altera賴以實現低功耗的創新之處。其一,可編程功耗技術。通過該項技術,Stratix III不僅有效地降低了整體的功耗,同時也提高了產品的性能。可編程功耗技術支援每一個可編程邏輯陣列模組(LAB)、DSP模組和記憶體模組在高速或者低功耗模式下獨立工作。Quartus II 6.1軟體的PowerPlay功能對設計自動進行分析,確定哪些模組位於關鍵通路上,需要最好的性能,並把這些模組設置為高速模式,所有其他邏輯自動進入低功耗模式;其二,便是可選內核電壓。該技術使設計人員能夠根據最大性能需求選擇1.1V設計,或者根據低功耗要求選擇0.9V設計。
圖1:Altera Stratix III FPGA的可編程功耗技術實現了高性能和低功耗的最優化。
Biran還表示,Altera與台積電有著非常緊密的戰略合作關係,並且正是基於更好地保證產品的一致性,Altera只選擇與台積電一家代工進行合作,這樣客戶就不需要擔心多次驗證所帶來的麻煩以及成本的開銷了。
Stratix III元件系列第一種型號的工程樣品將於2007年第三季度開始供貨。客戶現在就可以用Altera Quartus II 6.1設計軟體啟動Stratix III的設計。2007年,EP3SL150 1000顆的起價為549美元。Biran表示,“Altera的策略從來都不是非要作第一個推出產品的角色,而是以能夠最快速地提供量產為目標。無論是130nm製程,還是90nm製程,從產品推出到量產,我們所花費的時間都是業界最短的。我們保持著產品首發成功的記錄——按時或者提早交付產品。”
Xilinx─先行一步,第二個65nmVirtex-5系列產品平臺發佈
照片人物: Xilinx的可編程數位系統市場營銷總監Per Holmberg
可以說,Altera要在一年之後才能提供65nm的樣品,這也給其競爭對手Xilinx留下了話柄,尤其早在5月份的時候Xilinx便已經公佈了其Virtex-5系列的第一套產品之後。在緊接著的下午的Xilinx新品發佈會上,來自Xilinx的可編程數位系統市場營銷總監Per Holmberg在解說Virtex-5 LXT產品之時更是強調了Xilinx的策略,“我們的策略是只有在具備發貨能力的時候才發佈產品,而不是在可以發貨之前一年就發佈該產品。Xilinx在今年第二季度便已經可以提供樣品,預計2007年初便可實現量產。這比我們的競爭對手領先了一年的時間。”Xilinx亞太區市場營銷總監鄭馨南表示,“在90nm時期,Xilinx曾因為供貨出了問題,有一段比較黑暗的日子,痛定思痛,這就是為什麼在65nm時期,Xilinx直到已經有產品可以供貨才向外界發佈。FPGA進入65nm時代,誰能夠最快將產品推入市場,誰就可以占得市場先機。”
Virtex-5 LXT平臺提供了業界第一個內建PCI Express端點模組和三重模式乙太網媒體存取控制器(MAC)模組的FPGA,為設計人員提供了無需定制的解決方案,可幫助他們節約時間、降低功耗並節省寶貴的FPGA構造資源。基於65nmVirtex-5平臺和領先的ExpressFabric新技術、成熟的ASMBL架構以及低功耗三柵極氧化層技術,與前一代90nm FPGA相比,Virtex-5 LXT平臺的整體性能平均提高30%,容量提高65%,動態功耗降低35%。與軟IP內核實現方式相比,硬PCI Express內核可幫助用戶節約多達10000個LUT和兩瓦特的功耗。
Holmberg表示,“在過去5年中,高速串列介面主要是一些早期用戶採用,用於電信和網路中,而未來5年,高速串列將成為主流,為成千上萬的用戶採用。LXT平臺針對的是從100 Mbps至3.2 Gbps的大量串列連接應用,這是因為未來主流用戶的中心需求點小於3.2Gbps。”
Virtex-5 RocketIO收發器支援大量業界標準,包括PCI Express、Gigabit Ethernet、XAUI、SONET/SDH、CPRI和OBSAI、串列RapidIO,HD-SDI和光纖通道。而對於PCI Express和Gigabit Ethernet兩種標準,LXT平臺是以硬核方式實現,對於其他標準,則是以軟體IP內核實現。
Holmberg解釋說:“在存在多種標準的串列介面市場上,PCI Express和千兆乙太網在FPGA所服務的市場中已開始成為領先的介面標準,且到2009年時將有望占到所有埠發貨數量的80%以上。通過以硬核方式支援這兩種最通用的介面,可以大幅減少成本、功耗和用戶的設計工作。”
另外在選擇代工夥伴的態度上,Xilinx選擇東芝和聯電為合作夥伴。鄭馨南解釋說,“我們有兩家代工廠,主要在保證客戶能有充足的供貨。而且在另外一方面,兩家代工廠在競爭之下,可以儘快把他們的技術做得更好,所以對我們還有我們的客戶就有很大的經濟效應,得到這方面比較成熟的技術。”
FPGA進入65nm,真正競爭還在量產之後
有關65nm製程所帶來的挑戰業界已經討論很久,譬如說漏電流、設計複雜度、產品良率等等。然而終究這一切都還只是紙上談兵,對於深次微米所帶來的挑戰還不是在65nm產品最終量產前,相信這對FPGA冤家之間的口水戰還會一直持續下去。當年劉邦與項羽協定先入咸陽者為王,而後倒是劉邦先入了咸陽,可又懾于項羽兵力強盛退守灞上。之後又經幾年征戰,劉邦最終入主咸陽。商場如戰場,65nm這個製程節點,Xilinx奪得先機固然是好事,然而真正的較量還要看產品真正量產之後;而Altera的可編程功耗技術固然創新,然而是否會重蹈Xilinx在90nm時的覆轍?且拭目以待,看Xilinx與Altera的“楚漢之爭”。