AMD發布全新FPGA：升級16nm、功耗驟降60％

收購賽靈思已經整整兩年，AMD FPGA產品和業務也一直在不斷取得新的進步，今天又正式發布了全新的FPGA產品“Spartan UltraScale+”，這也是Spartan FGPA系列的第六代。

作為AMD成本優化型FPGA、自適應SoC產品家族的最新成員，新系列專為成本敏感型邊緣應用打造，可以為邊緣端各種I/O密集型應用提供更好的成本效益、高能效性能。

Spartan FPGA系列產品的歷史非常悠久，誕生于1998年，迄今已經有長達25年，廣泛應用在各個領域，包括一些人類最偉大的成就。

比如挽救生命的自動除顫器，比如NASA的火星車，比如歐洲核子研究組織的粒子加速器，都有Spartan FPGA的身影。

Spartan UltraScale+系列有多達9款不同子型號，其中SU10P、SU25P、SU35P主打I/O擴展能力，SU50P、SU55P、SU65P主要面向板卡管理，SU100P、SU150P、SU200P適合物聯網與工業互聯場景。

它們在邏輯單元、I/O總數、I/O邏輯比、片上內存、DDR/PCIe硬件IP、GTH收發器、封裝等方面各有不同，其中小型器件有著非常高的I/O邏輯比，大型器件則加入了更多的高速串行收發器，適合邊緣設備、傳感和控制應用。

該系列擁有最多21.8萬個邏輯單元，配備最多26.79Mb片上內存(UltraRAM)，具備多達572個I/O，以及高達3.3V的電壓支持，可為邊緣傳感和控制應用實現任意連接。

這還是AMD首款搭載硬化LPDDR5內存控制器的FPGA產品，最高頻率4266MHz，同時繼續兼容LPDDR4X，并支持最多8個PCIe 4.0接口。

封裝也非常靈活，提供CSP、BGA兩種規格，尺寸小至10×10毫米，最大不過23×23毫米，中間還有12×12毫米。

對比前代Spartan 7系列，更小的尺寸下可以支持更多GPIO。

對比前代Atrix 7系列，更小的尺寸可以支持相同的LC用戶邏輯數量，并且將軟DDR內存控制器升級為硬化LPDDR5內存控制器。

Spartan UltraScale+系列采用了經過驗證的16nm FinFET制造工藝，相比28nm工藝的前代產品Atrix 7系列，可將總功耗降低多達30％，接口連接功耗降低最多60％。

高能效之外更有高性能，對比Atrix 7系列架構性能提高了最多1.9倍，同時I/O數量增加1.2倍、I/O邏輯單元增加2.4倍、內存控制器帶寬增加5倍、PCIe帶寬增加4倍、收發器帶寬增加2.5倍。

安全功能也是一大重點，比如在IP保護方面，支持后量子密碼技術(PQC)，并具備獲得NIST(美國國家標準與技術研究院)批準的算法，可抵御不斷升級的網絡攻擊和威脅。

支持物理不可克隆功能，可為每個器件提供唯一指紋，進一步提升安全性。

為了防止惡意篡改，支持PPK/SPK密鑰，可管理過期或受損的安全密鑰，支持差異化功率分析，可防止側信道攻擊，支持永久性篡改懲罰，進一步防止誤用。

此外，新系列還最大限度地延長了正常運行時間，具備增強的單事件干擾性能，可快速、安全配置，并提升可靠性。

開發工具支持也是AMD FPGA的一大優勢，只需一款Vivado設計套件工具、一款Vitis統一軟件平臺，就可以支持全部的FPGA、自適應SoC產品組合，提供100多個軟核，大大降低學習難度，并服務端到端的整個設計驗證周期。

AMD開發平臺還可以提供可信賴的結果，包括經過PVT驗證的性能、經過認證的功能安全，以及高級設計分析。

2012年以來，Vivado設計套件一直保持著工具領域的領先地位。

AMD FPGA產品都提供超過15年的超長標準生命周期，還可選長短不等的延長生命周期，最長可達10年。

Spartan UltraScale+的標準生命周期支持，就可達2040年之后。

這正是AMD FPGA能在市場上發展40多年，數十億出貨量的原因之一。

AMD Spartan UltraScale+ FPGA系列樣片和評估套件預計2025年上半年提供。

相關技術文檔現已推出，AMD Vivado設計套件工具支持則會從2024年第四季度開始。

審核編輯：劉清