Xilinx UltraScale?：為您未來(lái)架構而打造的新一代架構

　　Xilinx UltraScale™ 架構針對要求最嚴苛的應用，提供了前所未有的ASIC級的系統級集成和容量。

　　UltraScale架構是業(yè)界首次在A(yíng)ll Programmable架構中應用最先進(jìn)的ASIC架構優(yōu)化。該架構能從20nm平面FET結構擴展至16nm鰭式FET晶體管技術(shù)甚至更高的技術(shù)，同時(shí)還能從單芯片擴展到3D IC。借助Xilinx Vivado^®設計套件的分析型協(xié)同優(yōu)化，UltraScale架構可以提供海量數據的路由功能，同時(shí)還能智能地解決先進(jìn)工藝節點(diǎn)上的頭號系統性能瓶頸。這種協(xié)同設計可以在不降低性能的前提下達到實(shí)現超過(guò)90%的利用率。

　　UltraScale架構的突破包括：

　　• 幾乎可以在晶片的任何位置戰略性地布置類(lèi)似于ASIC的系統時(shí)鐘，從而將時(shí)鐘歪斜降低達50%
　　• 系統架構中有大量并行總線(xiàn)，無(wú)需再使用會(huì )造成時(shí)延的流水線(xiàn)，從而可提高系統速度和容量
　　• 甚至在要求資源利用率達到90%及以上的系統中，也能消除潛在的時(shí)序收斂問(wèn)題和互連瓶頸
　　• 可憑借3D IC集成能力構建更大型器件，并在工藝技術(shù)方面領(lǐng)先當前行業(yè)標準整整一代
　　• 能在更低的系統功耗預算范圍內顯著(zhù)提高系統性能，包括多Gb串行收發(fā)器、I/O以及存儲器帶寬
　　• 顯著(zhù)增強DSP與包處理性能

　　賽靈思UltraScale架構為超大容量解決方案設計人員開(kāi)啟了一個(gè)全新的領(lǐng)域。

　　越多越好

　　自從“全面數字化”(all things digital)概念引入以來(lái)，“越多越好”成為了所有市場(chǎng)領(lǐng)域中數字系統的一種基本的、必然的發(fā)展趨勢。這一期望成為了促使系統要求更高分辨率、更高帶寬和更大存儲量的基本動(dòng)力。而“更多”這一理念同時(shí)從邏輯上也引發(fā)了如下事實(shí)的產(chǎn)生：

　　•更多的器件生成更多數據。
　　• 更多的數據意味著(zhù)數據必須更快流動(dòng)。
　　• 更多快速流動(dòng)的數據要求計算速度更快。
　　• 更多的應用需要更快速地訪(fǎng)問(wèn)更多數據。
　　• 數據量的增長(cháng)和數據速率的提高對數據完整性提出了更高要求。

　　目前幾乎每個(gè)領(lǐng)域的數據創(chuàng )建和數據傳輸速率都在快速增長(cháng)，這會(huì )加大對新型器件架構的需求，以應對如下問(wèn)題所帶來(lái)的重重挑戰：

　　•海量數據流以及類(lèi)似于A(yíng)SIC的時(shí)鐘布線(xiàn)
　　• 海量I/O和存儲器帶寬
　　• 更快的DSP和包處理
　　• 電源管理
　　• 多級安全

　　UltraScale架構：賽靈思的新一代All Programmable架構

　　為了達到每秒數百Gb的系統性能和全線(xiàn)速下的智能處理能力，并擴展到Tb級和每秒萬(wàn)億次浮點(diǎn)運算，需要采用一種新的架構方案。為此，我們要做的不僅僅是簡(jiǎn)單地提高每個(gè)晶體管或系統模塊的性能，或擴展系統中的模塊數量，而是要從根本上改善通信、時(shí)鐘、關(guān)鍵路徑和互連功能，以滿(mǎn)足海量數據流、實(shí)時(shí)數據包和圖像處理需求。

　　UltraScale™ 架構通過(guò)在一個(gè)全面可編程(All Programmable)架構中應用最先進(jìn)的ASIC 技術(shù)，可應對上述需要海量I/O和存儲器帶寬、海量數據流以及卓越DSP和包處理性能的挑戰。。UltraScale架構經(jīng)過(guò)精調可提供大規模布線(xiàn)能力并且與Vivado®設計工具進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化，因此該架構的利用率達到了空前的高水平(超過(guò)90%)，而且不會(huì )降低性能。

　　UltraScale架構是業(yè)界首次在A(yíng)ll Programmable架構中應用最先進(jìn)的ASIC架構優(yōu)化該架構能從20nm平面FET結構擴展至16nm鰭式FET晶體管技術(shù)甚至更高的技術(shù)，同時(shí)還能從單芯片擴展到3D IC。UltraScale架構不僅能解決系統總吞吐量擴展和時(shí)延方面的局限性，而且還能直接應對先進(jìn)工藝節點(diǎn)上的頭號系統性能瓶頸，即互連問(wèn)題。

　　Xilinx UltraScale架構旨在滿(mǎn)足下一代系統級性能要求。(見(jiàn)圖1)　　

 

　　賽靈思對UltraScale架構進(jìn)行了數百項設計提升，并將這些改進(jìn)實(shí)現有機結合，讓設計團隊能夠打造出比以往功能更強、運行速度更快、單位功耗性能更高的系統。見(jiàn)圖2?！　?/p>