Компания AMD порадовала публику очередным релизом. На этот раз речь пойдет не об основных и привычных продуктах, хотя компания активно разрабатывает и улучшает архитектуры Zen и Instinct. При этом AMD акцентирует внимание на продвижении и развитии промышленных технологий, унаследованных от Xilinx: AMD объявила о запуске новой линейки FPGA под названием Spartan UltraScale+, которая призвана заменить предшествующие серии Spartan 6 и Spartan 7.
Эти новые программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС) отличаются от прочих решений энергоэффективностью и довольно доступной ценой. По сравнению с предыдущими поколениями, Spartan UltraScale+ обеспечивает большую плотность за счет использования 16-нанометрового производственного процесса и предлагает множество новых функций и возможностей.
FPGA расшифровывается как field-programmable gate array, по-русски — программируемые пользователем вентильные матрицы, ППВМ. В более общем случае они называются ПЛИС — программируемые логические интегральные схемы.
FPGA относятся к классу устройств программируемой логики, иногда называемых программируемым оборудованием. Может быть сконфигурирована так, чтобы превратиться практически в любую нужную цифровую цепь. Достаточно просто загрузить конфигурацию в FPGA, и она начнёт вести себя так, как нужная вам цепь. Не нужны ни пайка, ни перемычки, ни возня с другими соединениями. FPGA можно переконфигурировать так, чтобы она вела себя, как другая цепь, и делать это множество раз. Конфигурация хранится в ОЗУ, то есть, по сути, устройство можно переконфигурировать бесконечно.
FGPA довольно требовательны к оборудованию, дороги в производстве и один чип может стоить тысячи долларов. Так же они требуют достаточно много электропитания, так что не подходят для работы в автономных устройствах. Один из самых заметных кейсов использования ПЛИС FPGA — чип-ускоритель универсальных процессоров в суперкомпьютерах или в сетевом оборудовании высокой нагрузки, но в целом ПЛИС и конкретно FPGA используются повсеместно, где необходима программируемая логика.
Чаще всего речь идет о крупном телекоме/суперкомпьютерах, промышленности и робототехнике. О том, что такое FPGA, и как оно работает, есть большой материал на Хакере.
Серия Spartan UltraScale+ гармонично дополняет существующие линейки Zynq UltraScale+ и Artix UltraScale+. С ее появлением, портфель 16-нм ПЛИС AMD становится полным. Сосредоточение на развитой I/O-подсистеме позволит новым устройствам найти применение в соответствующих областях, например, в качестве BMC-контроллеров для серверов и GPU-комплексов или как основа для робототехнических систем с множеством степеней свободы.
На данный момент, чипы Spartan имеют самое большое количество ввода-вывода к логическим ячейкам, что делает их идеальными для задач с интенсивным I/O-трафиком. Благодаря переходу на 16-нм процесс и интеграции готовых IP-блоков PCIe и DDR, AMD удалось сократить энергопотребление на 30%.
В области информационной безопасности возможности также были значительно расширены: новая серия поддерживает шифрование, оснащена генератором случайных чисел (TRNG) и соответствует стандартам NIST постквантовой криптографии. Компактные размеры также являются преимуществом: размеры устройств варьируются от 10 на 10 мм у базовых моделей до 23 на 23 мм у более продвинутых. Предлагаются варианты упаковки BGA и CSP.
Линейка включает модели с различной сложностью от 11 до 218 логических ячеек и с быстрой встроенной памятью от 1,77 до 26,8 Мбайт. Интерфейсы PCIe 4.0 и LPDDR4x/5 доступны не во всех моделях, а только начиная с достаточно мощной SU65P. В то время как полноценные 8 линий PCIe предоставляются только двумя старшими моделями.
AMD также раскрыла планы по жизненному циклу всех выпускаемых серий FPGA. Серии Spartan 6/7 и Artix 7 прекратят поддержку в период с 2030 по 2035 годы, тогда как продукты линейки UltraScale+ будут поддерживаться как минимум до 2040 года, что критически важно для чипов, лежащих в основе промышленных платформ и долгосрочной ИТ-инфраструктуры.
Документация по Spartan UltraScale+ доступна сразу после анонса, инструменты для разработки новых ПЛИС появятся в четвертом квартале, а первые комплекты для разработчиков с актуальным «кремнием» ожидаются в первой половине 2025 года.
