Ett FPGA-block för systemkretsar

Idéen är långt ifrån ny, men hittills har försöken att få in FPGA-block i systemkretsar inte slagit särskilt väl ut. Achronix har ett lite annorlunda angreppssätt med Speedcore, som företaget skräddarsyr efter kundernas behov för TSMC:s 16 nm FinFET-process.

Att FPGA:er har potential att accelerera algoritmer i exempelvis datacenter visade inte minst Intels köp av Altera för lite drygt 16 miljarder dollar. Men det finns billigare sätt att komma över beräkningskraften i de logiska grindarna.

För den som inte vill sätta en FPGA bredvid sin processor eller systemkrets har Achronix anpassat logiken i sin Speedsterfamilj så att den går att stoppa in i andra kretsar, i varje fall om de tillverkas i TSMC:s FinFET-process på 16 nm.

Produkten kallas Speedcore och levereras till i form av ett IP-block som kunderna kan stoppa in i sina systemkretsar för att accelerera en viss funktion.

Det handlar inte om en standardprodukt utan Achronix tar fram en skräddarsydd variant för varje kund där det går att justera storleken på logiken, minnet och antalet DSP-block efter tillämpningen. Resultatet blir inte en syntetiserbar RTL-kod – som andra IP-block – utan ett färdiglayoutat, hårt FPGA-block. I leveransen ingår också en komplett version av företagets verktyg ACE som används för att programmera och verifiera logiken.

Alternativet till ett integrerat FPGA-block är att parkera logiken bredvid processorn eller systemkretsen. Det ger oändligt många fler valmöjligheter men innebär också högre effektförbrukning, lägre bandbredd i kommunikationen mellan de båda, större fördröjningar och mer kretskortsyta. Möjligen kan sämre säkerhet i kommunikationen mellan de båda också räknas som ett argument.

Achronix har satt siffror på vinsten med att att baka in FPGA-blocket i systemkretsen och hävdar att bandbredden ökar med en faktor tio, likaså minskar fördröjningarna med en faktor tio, effektförbrukningen halveras och kostnaden sjunker med 90 procent.

I mångt och mycket är det samma argument som Xilinx och Altera använder för sina systemkretsar Zynq respektive FPGA SoC som kombinerar FPGA-block med hårda Arm-kärnor och diverse andra funktioner.

Achronix vill inte konkurrera med dessa utan siktar på systemkretsar med andra funktioner där FPGA-biten inte utgör mer än cirka 20 procent av ytan.

Speedcore är redan en kommersiell produkt och några kunder har börjat utveckla systemkretsar som innehåller FPGA-blocket.

Under nästa år ska Speedcore släppas i TSMC:s 7 nm-process.

Speedcore innebär innebär inte att Achronix byter spår. Företaget fortsätter att utveckla egna kretsar och marknadschefen Steve Mensor lovar att lansera en ny generation under första kvartalet nästa år, kretsar som ska börja tillverkas i slutet av 2017.