此前以生產(chǎn)小型低功耗FPGA而聞名的Lattice Semiconductor正進(jìn)軍中端FPGA市場(chǎng)，此舉將使該公司的潛在市場(chǎng)規(guī)模翻一番，達(dá)到約60億美元。

Lattice已經(jīng)發(fā)布了一款用于其中端FPGA產(chǎn)品的新技術(shù)平臺(tái)Avant，以及在該平臺(tái)上構(gòu)建的第一個(gè)中端FPGA，Avant-E系列，具有多達(dá)50萬(wàn)個(gè)邏輯單元。

Lattice的產(chǎn)品營(yíng)銷總監(jiān)Jay Aggarwal表示：“當(dāng)我們?cè)跇?gòu)思Avant時(shí)，我們與全球100多名客戶進(jìn)行了溝通，了解他們真正想要什么。這些客戶來(lái)自我們所有的主要垂直領(lǐng)域，分布在各個(gè)地區(qū)。我們從他們那里聽到了幾乎一致的聲音，他們正在尋找中端領(lǐng)域的創(chuàng)新，因?yàn)槲覀兊母?jìng)爭(zhēng)對(duì)手忽視了中端FPGA領(lǐng)域，一直專注于高端設(shè)備。”

Aggarwal認(rèn)為競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手現(xiàn)有的中端產(chǎn)品主要是高端FPGA的精簡(jiǎn)版，由此帶來(lái)了架構(gòu)包袱。

他表示：“客戶在尋找中端領(lǐng)域的創(chuàng)新，不僅是在功耗和性能，還有尺寸。”

Lattice希望通過(guò)小型FPGA的經(jīng)驗(yàn)，生產(chǎn)出能夠在計(jì)算、通信、工業(yè)和汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的產(chǎn)品。

Nexus和Avant

Lattice在2019年通過(guò)Nexus引入了技術(shù)平臺(tái)的概念，此后該公司在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了5個(gè)產(chǎn)品系列。平臺(tái)概念可以復(fù)用設(shè)計(jì)，降低開發(fā)成本，幫助公司提高產(chǎn)品周期。這種方法使該公司的營(yíng)收從20年第一季度的9700萬(wàn)美元增長(zhǎng)到22年第三季度的1.72億美元。

Nexus專注于10萬(wàn)個(gè)邏輯單元以下的小型FPGA，而Avant將覆蓋10-50萬(wàn)個(gè)邏輯單元之間的設(shè)備。新平臺(tái)具有架構(gòu)優(yōu)勢(shì)和處理擴(kuò)展的應(yīng)用集的新功能。Nexus采用了Samsung 28nm FD-SOI工藝，而Avant將使用TSMC的16nm FinFET工藝。

據(jù)Lattice稱，與最大的Nexus設(shè)備相比，Avant設(shè)備的尺寸可以大5倍，串行帶寬多10倍，AI性能可以達(dá)到30倍。Avant平臺(tái)設(shè)備將具有高達(dá)25Gbps的可配置SerDes，增強(qiáng)對(duì)PCIe Gen4的支持，以及基于客戶反饋的LPDDR4和DDR5的高速內(nèi)存接口。

Avant設(shè)備還將采用一個(gè)新的后量子就緒的安全引擎，該引擎支持先進(jìn)的加密算法，Lattice認(rèn)為這是所有客戶都非常需要的，無(wú)論是什么行業(yè)領(lǐng)域。

Avant設(shè)備能夠使用Lattice產(chǎn)品組合中的現(xiàn)有軟件堆棧，包括Lattice針對(duì)邊緣AI、嵌入式視覺(jué)、安全、工廠自動(dòng)化和ORAN基礎(chǔ)設(shè)施的解決方案堆棧。包括參考設(shè)計(jì)、SDK、設(shè)計(jì)工具和IP。Aggarwal表示，包括用于SoC設(shè)計(jì)的Lattice Propel和Lattice Radiant IDE在內(nèi)的設(shè)計(jì)軟件也將與Avant設(shè)備兼容。

這將有助于將大型應(yīng)用從Nexus直接遷移到Avant設(shè)備。

Lattice負(fù)責(zé)Sales和BD的VP Matt Dobrodziej表示，“我們針對(duì)的90%的客戶都是Lattice的現(xiàn)有客戶，所以這實(shí)際上是與我們的客戶一起擴(kuò)展，為他們提供更多的功能，同時(shí)通過(guò)使用相同的解決方案棧和相同的工具，使他們更容易獲得新的效率和易用性。”Avant的大部分目標(biāo)市場(chǎng)將深入現(xiàn)有客戶的應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)新的功能。

邊緣AI

邊緣AI推理是基于Lattice Avant平臺(tái)的新型中端FPGA的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素。為了有效地處理AI工作負(fù)載，Avant的可編程結(jié)構(gòu)混合了功耗優(yōu)化的嵌入式內(nèi)存和DSP功能。

為什么不在架構(gòu)中加強(qiáng)一些比DSP更特定于AI的功能呢？

Dobrodziej說(shuō)：“如果你看看其他瞄準(zhǔn)AI的設(shè)備，我們從客戶那里聽說(shuō)，那些帶有特定AI模塊的設(shè)備很快就會(huì)過(guò)時(shí)，所以他們將大量硅用于那些沒(méi)有我們所期望壽命的東西上。通過(guò)為AI保留豐富的資源組合和高度優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，我們可以從這些結(jié)構(gòu)中的硬化塊中實(shí)現(xiàn)許多你期望的東西。對(duì)我們的客戶來(lái)說(shuō)，靈活性的價(jià)值要高得多。”

Avant器件將為AI提供更快的性能和更高的圖像分辨率，用于工廠故障檢測(cè)、機(jī)器人的3D深度檢測(cè)和汽車艙內(nèi)的乘員監(jiān)控。

Dobrodziej和Aggarwal表示，相比于AI邊緣的專用ASIC，F(xiàn)PGA具有幾個(gè)優(yōu)勢(shì)，主要是靈活性。

Dobrodziej說(shuō)：“我們?cè)谂c客戶交談時(shí)發(fā)現(xiàn)，在這個(gè)過(guò)程中可能還有其他處理和預(yù)處理功能，這些功能將決定性能和最終用戶體驗(yàn)。我們?nèi)匀徽J(rèn)為，交付給這些應(yīng)用的最重要的方面是與任何傳感器工作的靈活性，能夠進(jìn)行預(yù)處理，不僅更好地匹配訓(xùn)練數(shù)據(jù)集與傳感器所看到的內(nèi)容的相關(guān)性，而且能夠進(jìn)行類型的預(yù)處理，使下游元數(shù)據(jù)更好。”

Aggarwal補(bǔ)充說(shuō)：“使用FPGA的一個(gè)原因是標(biāo)準(zhǔn)在不斷變化，所以靈活性是關(guān)鍵。一旦你把自己鎖定在一個(gè)特定的架構(gòu)或解決方案中，你會(huì)面對(duì)無(wú)法想象的工作負(fù)荷，甚至可能需要重新設(shè)計(jì)。我們能夠不斷改進(jìn)設(shè)備上的算法，并通過(guò)相同的FPGA提供更高水平的性能。”

第一款產(chǎn)品系列

第一款基于Avant的器件系列是Avant-E系列。該系列的第一款設(shè)備將是最大的，在13*15毫米的封裝中有50萬(wàn)個(gè)邏輯單元，用于數(shù)據(jù)處理和邊緣AI應(yīng)用。2023年將會(huì)有30/20萬(wàn)個(gè)邏輯單元的設(shè)備出現(xiàn)。根據(jù)Lattice的比較，與競(jìng)品Intel Arria V GZ（45萬(wàn)個(gè)邏輯單元）和AMD Kintex 7（47.8萬(wàn)個(gè)邏輯單元）相比，這款50萬(wàn)個(gè)邏輯單元的FPGA將提高2.5倍的能效，吞吐量可達(dá)2倍，體積可減少6倍。

Lattice預(yù)計(jì)將在2024年推出更多的Avant產(chǎn)品。Lattice還將繼續(xù)投資于Nexus平臺(tái)，在2023年發(fā)布兩款Nexus系列產(chǎn)品，2024年會(huì)推出更多。2023年還將舉行該公司的第一屆開發(fā)者大會(huì)。

第一批Lattice的Avant-E FPGA現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)貨。

審核編輯 ：李倩