Achronix推出Speedcore custom blocks单元块实现更

为满足人工智能、5G移动通信、汽车应用、数据中心等计算能力的日益增长对硬件性能提出的更大要求，Achronix 2016年10月份推出了SpeedcoreeFPGAIP，SpeedcoreeFPGAIP可以被嵌入到ASIC或SoC之中，客户根据所需的逻辑功能、RAM存储器和DSP资源实现个性化的需求。一年之后，Achronix 宣布为其eFPGAIP解决方案推出Speedcore custom blocks定制单元块。

Achronix Semiconductor市场营销副总裁Steve Mensor近日在媒体发布会上表示：“业界领袖对Speedcore custom blocks定制单元块及其可发挥的潜力倍感兴奋，目前与我们合作的公司都在打造下一代异构计算平台和高带宽通信系统，他们正在构建高性能的硬件加速器，可以随着其计算算法的演进而不断调整。现在，Achronix eFPGAIP产品在添加了Speedcore custom blocks定制单元块以后，就使其在拥有可编程性的同时还能够拥有ASIC级的性能以及高片芯面积效率。”

图1：Achronix Semiconductor市场营销副总裁Steve Mensor

为什么Speedcore比传统FPGA更高效

让我们先来回顾一下SpeedcoreeFPGAIP。传统上，为现实更高的性能，可以通过增加CPU数量来提高频率，这种技术架构受制于功耗和芯片的大小。为克服增加CPU核带来的挑战，行业内提出新的异构计算，简单的说就是利用外部的硬件加速器去协助CPU对数据的处理，传统的CPU控制简单的计算性能，而数据加速器并行处理大量的计算，通过此类组合可以得到更高性能的提升。

FPGA作为一种硬件加速器，那如何将其集成到一个面积极小的SOC中呢？ Steve Mensor说，传统的FPGA结构中，有30－40％被可编程IO,SerDes以及各种接口控制器等占用，剩下的部分为FPGA核。而Speedcore的高效就在于，第一削减了可编程IO ，第二去除了壳资源，第三便是最近发布的Speedcore custom blocks定制单元块，可将芯片面积缩减6倍，同时得到更低的功耗和更高的性能。

Speedcore custom blocks单元模块挑战更灵活的定制化功能

FPGA技术历经80年代仅提供基于SRAM的查找表功能，到90年代加入了嵌入式的存储器功能，2000年用于复杂运算的DSP加入到FPGA架构中，2010年高速传输的SerDes和硬化IO协议集成到FPGA中，这些演进的共同点是通用性很强，但却少定制化，Speedcore custom blocks定制单元块的推出便是克服挑战而来。下图显示，Speedcore单元块以列的形式排布，图中F1和F2列为Speedcore custom blocks定制单元块，有极高的灵活度，客户根据自己需求增减功能。

Steve Mensor以三个例子进一步讲解了Speedcore custom blocks定制单元块的优势。

案例1：通过为矩阵乘法运算优化数字信号处理器（DSP）和存储单元块，基于卷积神经网络（CNN）的YOLO目标识别算法的芯片面积被缩减了超过40%，如下图。

案例2：一个运行在800MHz的400Gbps包处理数据通道的核心功能也可以用Speedcore custom blocks定制单元块来实现，其可编程逻辑管理分析和控制功能，而今天的FPGA独立芯片不能为包处理应用提供这么高的数据吞吐量，如下图。

案例3：独立的FPGA无法提供TCAMs功能。TCAMs是网络应用中的常用功能，因其占用太大的面积，在独立的FPGA芯片上无法实现，而通过Speedcore custom blocks定制单元块的采用，便解决了以上问题，可以通过级联的方式构建更深或列宽的阵列，如下图。

ACE工具助力Speedcore custom blocks定制单元块的应用

那如何去识别哪些模块可以做成自定义式的呢？Steve Mensor说：“我们通过自己的工具去分析客户的设计，如果设计中有高频率的重复使用，我们便认为此设计可以适合自定义模块。客户可以通过Achronix所提供的ACE工具进一步为设计方案实现最优的设计。”

ACE工具生成的语言支持设计过程与任何其他FPGA设计相同，全面支持Verilog、 SystemVerilog和VHDL。根据需求，该过程可以被多次迭代，为客户的系统创建优化的解决方案。

另外，Achronix协助客户可为Speedcore custom blocks定制单元块实现定制的界面，通过此介界面可以导入用户所生成的验证规则，和各种设计中所需组件的生成。在ACE中还包括一个关键路径分析工具，可以支持客户分析时序。客户还可以使用ACE强大的Snapshot嵌入式逻辑分析仪，去创建复杂的触发器并展示Speedcore内的实时信号。

加上最近发布的 Speedchip,Achronix这家公司基于FPGA的产品线共有三大块，一是Speedster－独立FPGA芯片，二是Speedcore－嵌入式FPGA内核，用于芯片集成的IP，三是Speedchip,通过2.5D或MCM方式集成，实现定制化需求。

Achronix 预测2017年第四季度结束后，销售收入将超过一亿美元，值得一提的是Speedcore是此公司增长最快的产品，自2016年第三季度向首批客户供货以来，目前为总收入的25％，未来预计此部分将占到总营收的50％。