如何讓7系列FPGA的功耗減半
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為 FPGA 量身定制的 HPL 工藝
本文引用地址：http://2s4d.com/article/127295.htm在開發(fā)去年推出的 7 系列 FPGA 的過程中，賽靈思評估了多種 28nm 代工工藝，最終選擇與臺積電合作，共同開發(fā)一種專門適用于 FPGA 的工藝。這種名為高性能低功耗 (HPL) 的新工藝采用高介電層金屬閘 (HKMG) 技術，可大幅地降低晶體管的漏電流并實現(xiàn)功耗和性能的最佳組合。賽靈思公司的產(chǎn)品管理總監(jiān) Dave Myron 表示，在 HPL 工藝技術問世之前，賽靈思和其他 FPGA 公司必須在給定代工廠的低功耗 (LP) 工藝和高性能 (HP) 工藝抉擇。LP 工藝用于性能較低的移動應用，而 HP 工藝則是專門為高性能圖形芯片和 MPU 開發(fā)的。
Myron 說：“這兩種工藝對 FPGA 來說都不理想。如果選擇 LP 工藝，性能就是問題，如果選擇 HP 工藝，功耗就會超過預期。這兩者雖然有回旋余地，但不能滿足我們的需要。”
Myron 繼續(xù)道，F(xiàn)PGA 已經(jīng)在大量應用中得到廣泛使用，“但它們還不能完全滿足圖形芯片的性能要求以及商用移動電話中的 ASIC 的極低功耗要求。”Myron 說，通過共同研發(fā) FPGA 專用工藝，臺積電和賽靈思找到了兼具高速度和低漏電流的晶體管理想組合。Myron 表示(見圖 1)：“采用 HPL，我們能夠定制工藝，使其處于 FPGA 應用的性能及功耗要求的理想平衡點上。由于我們的器件能夠不偏不倚地滿足性能-功耗要求，這意味著客戶不必走性能或功耗的極端，從而讓設計能夠發(fā)揮最大的功效。”
圖 1：HPL 工藝處于 FPGA 應用的性能及功耗要求的理想平衡點上
圖中文字：
性能 功耗
專門針對 FPGA 優(yōu)化的 28HPL 工藝
性能更高
漏電流更少
專門針對 FPGA 優(yōu)化的 28HPL 工藝
Virtex-7
Kintex-7
Artix-7
Stratix-V
28HP 最適用于 GPU
Arria-V
Cyclone-V
28LP 最適用于移動電話
性能下降
漏電流更高
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