Första FPGA:an i 65 nm

Xilinx rycker åt sig ledartröjan när företaget börjar sampla FPGA:er i 65 nm. Först ut är tre modeller i den nya Virtex-5 familjen och om ett halvår ska volymproduktionen dra igång.

– 65 nm-processen ger oss 30 procent bättre prestanda, 35 procent lägre dynamisk effekt och 65 procent större kapacitet jämfört med Virtex-4 som tillverkas i 90 nm, säger svensken Per Holmberg som är internationell marknadschef för Virtexfamiljen.

Siffrorna är genomsnittliga och beror på tillämpningen men de visar ändå varför Xilinx jobbat så hårt på att ta steget till en ny process. Arbetet har skett i samarbete med UMC och Toshiba som har var sin process, vilket ger större leveranssäkerhet.
Men att prestanda ökar samtidigt som effektförbrukningen går ned är ingen självklarhet längre och något som Xilinx därför gärna framhäver.

– Att den dynamiska effektförbrukningen sjunker beror på att matningsspänningen sänks från 1,2 V till 1,0 V plus att det har tillkommit en del hårda IP-block.

Företaget har lyckats hålla den statiska effektförbrukningen, det vill säga läckströmmarna, konstant jämfört med tidigare genom att införa ett tredje oxidskikt i gaten.

Hur mycket effekt man spar i en verklig konstruktion beror på vilka arbetsuppgifter kretsen har, hur hårt packad den är och hur mycket in- och utgångar som används.

Men även arkitekturen har fått en översyn.

– Den största innovationen är Express Fabric som har två komponenter, diagonal routing och en LUT-tabell med sex oberoende ingångar, säger Per Holmberg.

Standard för LUT-tabeller har länge varit fyra oberoende ingångar men Xilinx hävdar att sex ingångar är optimalt både vad gäller arean och effektförbrukningen. Den diagonala routingen gör att man når fler CLB:er (ett block med två LUT:er) per hopp vilket ger en kortare fördröjning.

– En annan förbättring är DSP-blocken som är utökade till 25 gånger 18 bitar.

Den nya processen medför att det går att klämma in 65 procent fler logikblock i värstingmodellen som därmed innehåller 330 000 LUT:er. Minnesblocken har dubblerats och numera innehåller det 36 kbit. Det maximala antalet in- och utgångar har lyfts med 25 procent till 1200 stycken.

För att markera processbytet får de nya flaggskeppsprodukterna i Virtexfamiljen fyran utbytt mot en femma. Virtex-5 kommer i fyra smaker. Först ut är LX som är en traditionell FPGA om än i brottarklass. Under andra halvan av året kommer LXT som förutom logikblocken även innehåller snabba seriegränssnitt. Samtidigt med LXT blir även SXT-modellen tillgänglig med sina hårda DSP-funktioner. I början av nästa år kommer slutligen FXT som innehåller PowerPC-block och seriella gränssnitt.

Xilinx har också en betryggande uppbackning från EDA-världen. Mentor Graphics, Magma och Synplicity har alla tagit fram verktyg som stödjer Virtex-5 och som gör att pilotkunderna redan är i full färd att konstruera. De kan sedan i måndags köpa provkretsar i LX-familjen med 50 000, 85 000 eller 110 000 grindar.

Dessutom släpper den norska kortleverantören Vmetro PCI- och PMC-kort med Virtex-5 för utveckling och integration i inbyggda system.