AMD发布全新FPGA：升级16nm、功耗骤降60％

收购赛灵思已经整整两年，AMD FPGA产品和业务也一直在不断取得新的进步，今天又正式发布了全新的FPGA产品“Spartan UltraScale+”，这也是Spartan FGPA系列的第六代。

作为AMD成本优化型FPGA、自适应SoC产品家族的最新成员，新系列专为成本敏感型边缘应用打造，可以为边缘端各种I/O密集型应用提供更好的成本效益、高能效性能。

Spartan FPGA系列产品的历史非常悠久，诞生于1998年，迄今已经有长达25年，广泛应用在各个领域，包括一些人类最伟大的成就。

比如挽救生命的自动除颤器，比如NASA的火星车，比如欧洲核子研究组织的粒子加速器，都有Spartan FPGA的身影。

Spartan UltraScale+系列有多达9款不同子型号，其中SU10P、SU25P、SU35P主打I/O扩展能力，SU50P、SU55P、SU65P主要面向板卡管理，SU100P、SU150P、SU200P适合物联网与工业互联场景。

它们在逻辑单元、I/O总数、I/O逻辑比、片上内存、DDR/PCIe硬件IP、GTH收发器、封装等方面各有不同，其中小型器件有着非常高的I/O逻辑比，大型器件则加入了更多的高速串行收发器，适合边缘设备、传感和控制应用。

该系列拥有最多21.8万个逻辑单元，配备最多26.79Mb片上内存(UltraRAM)，具备多达572个I/O，以及高达3.3V的电压支持，可为边缘传感和控制应用实现任意连接。

这还是AMD首款搭载硬化LPDDR5内存控制器的FPGA产品，最高频率4266MHz，同时继续兼容LPDDR4X，并支持最多8个PCIe 4.0接口。

封装也非常灵活，提供CSP、BGA两种规格，尺寸小至10×10毫米，最大不过23×23毫米，中间还有12×12毫米。

对比前代Spartan 7系列，更小的尺寸下可以支持更多GPIO。

对比前代Atrix 7系列，更小的尺寸可以支持相同的LC用户逻辑数量，并且将软DDR内存控制器升级为硬化LPDDR5内存控制器。

Spartan UltraScale+系列采用了经过验证的16nm FinFET制造工艺，相比28nm工艺的前代产品Atrix 7系列，可将总功耗降低多达30％，接口连接功耗降低最多60％。

高能效之外更有高性能，对比Atrix 7系列架构性能提高了最多1.9倍，同时I/O数量增加1.2倍、I/O逻辑单元增加2.4倍、内存控制器带宽增加5倍、PCIe带宽增加4倍、收发器带宽增加2.5倍。

安全功能也是一大重点，比如在IP保护方面，支持后量子密码技术(PQC)，并具备获得NIST(美国国家标准与技术研究院)批准的算法，可抵御不断升级的网络攻击和威胁。

支持物理不可克隆功能，可为每个器件提供唯一指纹，进一步提升安全性。

为了防止恶意篡改，支持PPK/SPK密钥，可管理过期或受损的安全密钥，支持差异化功率分析，可防止侧信道攻击，支持永久性篡改惩罚，进一步防止误用。

此外，新系列还最大限度地延长了正常运行时间，具备增强的单事件干扰性能，可快速、安全配置，并提升可靠性。

开发工具支持也是AMD FPGA的一大优势，只需一款Vivado设计套件工具、一款Vitis统一软件平台，就可以支持全部的FPGA、自适应SoC产品组合，提供100多个软核，大大降低学习难度，并服务端到端的整个设计验证周期。

AMD开发平台还可以提供可信赖的结果，包括经过PVT验证的性能、经过认证的功能安全，以及高级设计分析。

2012年以来，Vivado设计套件一直保持着工具领域的领先地位。

AMD FPGA产品都提供超过15年的超长标准生命周期，还可选长短不等的延长生命周期，最长可达10年。

Spartan UltraScale+的标准生命周期支持，就可达2040年之后。

这正是AMD FPGA能在市场上发展40多年，数十亿出货量的原因之一。

AMD Spartan UltraScale+ FPGA系列样片和评估套件预计2025年上半年提供。

相关技术文档现已推出，AMD Vivado设计套件工具支持则会从2024年第四季度开始。

审核编辑：刘清