Xilinx 器件可通過(guò)精選芯片工藝和功耗架構(gòu)為所有產(chǎn)品組合實(shí)現(xiàn)高電源效率,包括 Spartan-6 系列及 7 系列、UltraScale? 以及 UltraScale+? FPGA 和 SoC。對(duì)于每一代產(chǎn)品,Xilinx 都不斷提升其節(jié)電功能,包括工藝改進(jìn)、架構(gòu)創(chuàng)新、電壓縮放策略以及高級(jí)軟件優(yōu)化策略等。以下是特定產(chǎn)品組合功能的詳細(xì)信息、芯片工藝優(yōu)勢(shì)和基準(zhǔn)比較。電源估算、熱模型、全面軟件支持和演示板現(xiàn)已開始針對(duì)所有產(chǎn)品系列公開提供。
UltraScale+ FPGA
UltraScale+ 器件系列以高性能低功耗半導(dǎo)體工藝(TSMC 16 納米FinFET+)為基礎(chǔ),與 7 系列 FPGA 及 SoC 相比,能將整體器件級(jí)電源節(jié)省達(dá) 60%。架構(gòu)改進(jìn)包括:
基于硬件的時(shí)鐘門控技術(shù)
硬化的 BRAM 串聯(lián)
DSP 模塊效率
電源優(yōu)化收發(fā)器
UltraScale+ 系列通過(guò)架構(gòu)創(chuàng)新和主核結(jié)構(gòu)的雙電壓工作,可將 7 系列的性能功耗比提高一倍多,能夠在提高整體性能的同時(shí)降低功耗。
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7 系列 (28nm) VNOM |
UltraScale (20nm) VNOM |
UltraScale+ (16nm) VNOM |
UltraScale+ (16nm) VLOW |
|
|---|---|---|---|---|
| 工作電壓 (VCCINT) | 1V | 0.95V | 0.85V | 0.72V |
| 標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)性能 | 1.0x | 1.2x | 1.6x | 1.2x |
| 標(biāo)準(zhǔn)化總功耗 | 1.0x | 0.7x | 0.8x | 0.5x |
| 性能功耗比 | 1.0x | 1.7x | 2x | 2.4x |
無(wú)與倫比的威力與靈活性
除了 UltraScale+ FPGA 邏輯的所有省電功能外,Zynq UltraScale+ MPSoC 還在處理系統(tǒng)中利用多個(gè)電源島和域進(jìn)行粗粒度及細(xì)粒度動(dòng)態(tài)電源門控,從而可根據(jù)性能要求持續(xù)調(diào)節(jié)功耗,降低整體器件用電。
UltraScale FPGA
UltraScale FPGA 系列基于低功耗 20 納米半導(dǎo)體工藝以及出色的靜態(tài)及電源門控技術(shù),與 7 系列 FPGA 相比,能將整體器件級(jí)電源節(jié)省達(dá) 40%。與 UltraScale+ 器件共享的架構(gòu)改進(jìn)包括:
基于硬件的時(shí)鐘門控技術(shù)
硬化的 BRAM 串聯(lián)
DSP 模塊效率
電源優(yōu)化收發(fā)器
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7 系列 (28nm) VNOM |
UltraScale (20nm) VNOM |
UltraScale+ (16nm) VNOM |
UltraScale+ (16nm) VLOW |
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|---|---|---|---|---|
| 工作電壓 (VCCINT) | 1V | 0.95V | 0.85V | 0.72V |
| 標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)性能 | 1.0x | 1.2x | 1.6x | 1.2x |
| 標(biāo)準(zhǔn)化總功耗 | 1.0x | 0.7x | 0.8x | 0.5x |
| 性能功耗比 | 1.0x | 1.7x | 2x | 2.4x |
7 系列 FPGA & Zynq-7000 SoC
7 系列器件是獨(dú)有的采用高性能低功耗工藝 (28HPL) 生產(chǎn)的 28 納米 FPGA 及 SoC,與前代產(chǎn)品系列相比,總體功耗銳降 50%,與同類競(jìng)爭(zhēng) 28 納米解決方案相比,可提供優(yōu)異的性能功耗比。架構(gòu)與模塊級(jí)創(chuàng)新包括:
靜態(tài)節(jié)電功能的部分重配置
多模式 I/O 控制
智能時(shí)鐘門控技術(shù)
電源分級(jí)和電壓縮放
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原文標(biāo)題:Xilinx電源效率解決方案
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