JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.
 ETN.fi  Annonsera Utgivningsplan Månadsmagasinet Prenumerera Konsultguide Om oss  About / Advertise
fredag 10 juli 2020 VECKA 28
Den rena FPGA:an med logik, DSP-block och hårda transceivrar kommer att finnas kvar om tio år. Samtidigt kommer det att dyka upp allt fler modeller som skräddarsytts för olika nischtillämpningar som till exempel fordonsindustrin eller telekombranschen. Programmeringen kommer fortfarande att göras med VHDL, högnivåspråk bränner för mycket resurser och så måste vi anpassa oss till att Moores lag inte längre ger oss större, snabbare och billigare kretsar vartannat år. Det var några av förutsägelserna i framtidsspaningen på konferensen FPGA World i Stockholm den 9 september.
 
Jaan Raik är professor i verifiering av digitala system vid institutionen för datorvetenskap vid Tallinns tekniska universitet i Estland. Han forskar bland annat på test, verifiering och avlusning av digitala system.
Mike Dini har arbetat med stora FPGA:er i närmare 30 år. Han är grundare och vd för Dini Goup, ett företag i San Diego som gör extremt stora FPGA-kort. De används framförallt till protypning av asicar och acceleration av algoritmer.
Kommer vi att överhuvudtaget prata om FPGA:er om tio år eller kommer det bara att finnas kretsar där logiken samsas med andra funktioner i en systemkrets?
– Jag tror marknaden kommer att vara mycket mer fragmenterad än idag. Det kommer inte bara att finnas en sorts kretsar även om vi kallar det för FPGA:er. Det kommer att finnas nischade produkter för fordonstillämpningar, för telekommunikation och för annan kommunikation, säger Mike Dini.
– Jag tycker att namnet är lite smalt, det är mycket mer än bara ”arrayer”. Vi har redan idag systemkretsar byggda på FPGA:er, säger Jaan Raik.

Tittar man tillbaka tio år så fanns det kanske tio FPGA-tillverkare. Idag är det två större och två mindre plus några riktigt små. Hur ser det ut om tio år, kommer det att finnas fler tillverkare än Xilinx och Altera?
– Jag tror inte att det kommer att vara färre än två. Jag tror inte att ett företag kan ta hela marknaden och det kommer att finnas nischföretag vid sidan av de stora, säger Jaan Raik.
– Men om Intel köper Altera, anser du fortfarande att det finns två företag? säger Mike Dini utan att få ett svar.
Allt sedan Intel lanserade Stellarton – en modul med en FPGA från Altera och en Intelprocessor – och sedan tog in Altera som fabkund, har det spekulerat i ett uppköp. Men hittills har inget hänt och för Intel skulle det vara klart enklare att köpa Achronix eller Tabula vars kretsar också tillverkas i företagets fabriker.

Achronix och Tabula försöker ta sig in på FPGA-marknaden tror ni att det kommer att dyka upp ytterligare utmanare?
– Barriären för att ta sig in är hög, det räcker inte med att ha kretsar som är fem eller tio gånger bättre än Xilinx eller Altera, eller ligga två processnoder före, det är bara tio procent av det som behövs. Man också ha verktyg, support och IP för att ta sig in och jag har svårt att se att nya aktörer ska klara det. Det krävs enorma finansiella muskler, säger Mike Dini.
– Det skulle kunna komma en asiatisk utmanare. Det är inte orimligt att tänka sig att den kinesiska staten kan satsa så stora belopp, säger Jaan Raik.

FPGA-marknaden har parkerat på ungefär fem miljarder dollar samtidigt som antalet sålda kretsar fortsätter att öka. Hur ser det ut om tio år?
– Klassiskt så passar FPGA:er där asicar är för dyra, men trots att asicar blir allt dyrare så har marknaden för FPGA:er inte växt, utan stagnerat på 5 miljarder dollar, säger Mike Dini.

Men FPGA:an som ersättare för en asic är bara en del av marknaden, kan inte systemkretsar som Zynq där Xilinx blandar logik med hårda Arm-kärnor få fart på tillväxten?
– Du kan få en Armkrets för en dollar som sitter bredvid en FPGA för 15 dollar, forstätter han.

Men då är det inte en A9:a, de kostar betydligt mer.
– Hur många inbyggda system behöver en Cortex-A9? Jag vet ärligt talat inte men det är en mycket kompetent processor. Kanske är marknaden tillräckligt stor för kretsar som Zynq men jag tycker det är för tidigt att avgöra, säger Mike Dini.
– Det finns många som vill krympa korten genom att slå ihop processor och FPGA men backar när de inser vad det kostar. Om priset kom ned 80 procent skulle det hända, säger Lennart Lind som är med och organiserar FPGA World.
– Kanske kan integration av analogdelar vara intressant men frågan är vad priset blir, säger Jaan Raik

Hur kommer vi att programmera FPGA:erna år 2024?
– För processorer startade vi med hålkort, gick över till assembler och sedan C och C++ för att fortsätta mot ändå högre abstraktionsnivåer men det är inte tillämpbart på FPGA:er. Högre abstraktionsnivåer innebär att vi bränner resurser. Det går att göra i en processor men inte i en FPGA, där kommer vi aldrig att ha ett överflöd av resurser. OpenCl är till exempel ett av dessa dåliga försök, säger Mike Dini.
– Men tror du inte vi kommer till en punkt där kompilatorn gör ett bättre jobb än du själv? I analogi med C-kod. Produktiviteten måste trots allt öka, säger Jaan Raik.
– En expert som förstår den underliggande arkitekturen gör inga dumheter som får koden att explodera, kontrar Mike Dini.

Under många år har acceleration av algoritmer varit en hägrande marknaden för FPGA:er men det är egentligen bara inom finanssektorn som den fått något genomslag. Nyligen avslöjade Microsoft ett projekt där man snabbat upp sökningar genom att använda FPGA:er, kan det innebära ett bredare genombrott?
– Det kommer alltid att finnas en liten del av marknaden som använder FPGA:er för att accelerera algoritmer men att Microsoft får en dubblering av prestanda genom att slänga in ett kort för 10 000 dollar känns inte som ett genombrott. Det som alltid har varit flaskhalsen är att få data in och ut från FPGA:an. Där kanske byggsätt som 2,5D eller 3D kan ge betydligt bättre bandbredd om tio år.

Så vad tror ni om nya byggsätt som 2D, 2,5D och 3D?
– Jag är inte halvledarexpert men jag förstår inte hur de ska ordna kylan om de bygger på höjden? En sak skulle vara att lägga FPGA:an och minnet på samma bärare. Om man har tusen gånger mer bandbredd mellan FPGA och minne öppnar det upp för nya tillämpningar. Men är marknaden tillräckligt stor så kommer det dedicerade kretsar som gör det.

Allt fler pratar om att vi ser slutet på Moores lag, att 28 nm blir den sista billiga processnoden. Hur kommer det att påverka utvecklingen på FPGA-området?
– Vi har börjat titta på nästa generations FPGA:er, Ultrascale från Xilinx som tillverkas av TSMC i 22 nm. Altera hoppar över den noden och går rät på Intels process med finfet:ar på 14 nm med Stratix 10.
– Från dagens Virtex 7 till Ultrascale blir 10 till 12 procent snabbare men inte billigare som vi är vana vid, utan dyrare.
– Den generella uppfattningen är att 28 nm är slutet på Moores lag även om nya generationer kommer att ge oss större kretsar och kanske lägre effektförbrukning. Men de flesta behöver inte de här jättekretsarna utan en FPGA:a för 10 dollar.
– Vägen är kantad av folk som säger att Moores lag är död, men den här gången är den det.
– Det har man sagt många gånger och så har man ändå gjort det omöjliga, säger Jaan Rijk.
– OK, även om den inte är död så är den svårt sjuk, säger Mike Dini.
MER LÄSNING:
 
Här får du våra nyheter gratis
• Tidningen, i brevlådan (länk).

• Dagligt nyhetsbrev (länk).

245
elektronik­konsulter

Registrera ditt företag nu!
SENASTE KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus

Vi gör Elektroniktidningen

Anne-Charlotte Sparrvik

Anne-Charlotte
Sparrvik

+46(0)734-171099 ac@etn.se
(sälj och marknads­föring)
Per Henricsson

Per
Henricsson
+46(0)734-171303 per@etn.se
(redaktion)

Anna Wennberg

Anna
Wennberg
+46(0)734-171311 anna@etn.se
(redaktion)

Jan Tångring

Jan
Tångring
+46(0)734-171309 jan@etn.se
(redaktion)