两大FPGA巨头65nm竞赛再度升级

随着竞相推出65nm产品，Altera与赛灵思这两大FPGA巨头在高端 FPGA的激战再度升级。针对产品构架、性能、功耗、I/O接口及量产供货等环节，两家供应商都在不失时机地推广自己，因为能否赢得先机并争取更多客户，将成为影响65nm战略未来成功与否的关键。

在Altera刚刚召开的SOPC World 2006上，该公司发布了三种型号的Stratix III 65nm系列产品，将目光集中在高性能与低功耗，并公布了具有功率优化功能的Quartus II 6.1软件。而在同一天，赛灵思也高调对外宣布65nm的Virtex-5产品已经进入第二阶段，并推出了首款内建PCI Express模块和低功耗串行I/O的Virtex-5 LXT平台。

向65nm工艺转移体现了摩尔定律对密度和性能的预测。在ASIC供应商日益受到交货时间短、批量小等压力的今天，FPGA供应商的竞争优势反而更加明显。目前，通信、消费领域出现多标准并存、新兴标准不断演进、多种技术融合及未来应用多元化的发展格局，这些令ASIC供应商感到头疼的问题，却是 FPGA厂商极好的机遇。

Altera建立功耗、性能新标准

Stratix III突出了功率优化和性能增强，前者是伴随每次工艺进步都要面临的最棘手难题，特别是到65nm工艺时代，这个难题一度令几百名Altera设计师争论不休，最后的结论是要在结构化方面做出大幅变化。采用台积电65nm工艺制造的Stratix III，其突破创新包括硬件体系结构的提升和Quartus II软件的优化。据Altera称，与90nm相比，新器件功耗降低50％，性能提升25％，密度则增加了一倍。

Altera将65nm Stratix III系列产品分为三种类型，第一种在逻辑、存储器和DSP资源上达到均衡，适合一般应用；第二种增强了存储器和DSP资源，适合存储器和DSP比较密集的应用；第三种集成了收发器，适合宽带接口应用。此外，Altera还提供独特的从Stratix III FPGA至HardCopy结构化ASIC的无风险移植途径。

Stratix III采用了两种技术来降低功耗，同时达到了高性能要求。首先是Altera创新的可编程功耗技术，针对设计中需要的地方提高性能，而其它地方的功耗则降至最低。可编程功耗技术支持每一个可编程逻辑阵列模块(LAB)、DSP模块和存储器模块在高速或者低功耗模式下独立工作。而Quartus II 6.1软件的PowerPlay功能更是能够根据性能要求，自动控制每一个模块的工作模式。

Altera公司产品和企业市场副总裁Danny Biran称，Stratix III首次使设计师在给定的阵列模块内在高性能或低功率之间游走自如。正如Altera负责软件和系统工程的高级副总裁Misha Burich对EETimes的说法：在以往的Stratix和Stratix II中，所有模块总保持"亮"的状态；但是现在，我们有了"变光器"，在Stratix III中我们可以说，让我们"点亮"那些满足客户需求的模块吧。

第二种功率优化技术是可选内核电压，使设计师能够根据最大性能需求选择1.1V电压，或者根据低功耗要求选择0.9V电压。Quartus II 6.1针对所选内核电压使用专门的时序和功耗模型，进行所有与时序和功耗相关的分析和优化。

Gartner Dataquest高级副总裁兼行业分析师Bryan Lewis曾经表示，"尽管凭借Virtex-5，赛灵思是当之无愧的65nm FPGA首推者，但是Altera的65nm Stratix III看起来是一款极具竞争力的旗舰产品。其采用的最新功率技术，有望真正改进较大型插件式系统的总体功耗。"

据Altera称，Stratix III与 Stratix II相比密度提升两倍，性能提升25%，而动态功耗减少高达55%，静态功耗可被削减多达64%。而赛灵思的Virtex-5比90nm产品提升30％的性能，动态功耗的降低只有35％。显然，Altera为65nm FPGA的功耗和性能确立了新的标准。

赛灵思在应用上先行一步

面对竞争对手，赛灵思似乎并不担忧，该公司可编程数字系统市场营销总监Per Holmberg称，只有看到产品才知道双方性能差别。Holmberg指出："我们的策略是有能力供货才发布产品，在变化非常快速的通信业，领先对手意味着更多先机。"

赛灵思最新发布的LXT平台是Virtex-5系列中针对领域进行优化的四种平台中的第二个，也是第一个提供硬代码PCI Express接口和三种业务以太网MAC模块的产品。LXT集成了业界最低功耗的65nm收发器，带宽在3.2 Gbps时的每通道典型功耗低于100mW。

Holmberg表示，从最初为通信领域提高带宽、降低成本和提升可扩展能力到现在，没有哪一种FPGA产品可以适用于所有应用，针对领域的优化是65nm FPGA的未来发展方向。

Virtex-5 LXT是Virtex-5系列中第一个高速串行平台，它针对的是从100 Mbps至3.2 Gbps的大量串行连接应用。以赛灵思早期客户之一的安捷伦为例，其高端仪器主要针对新兴市场，需要基于FPGA的具有高带宽连接以及在上市时间方面具有优势的SoC平台。Virtex-5 LXT 平台可以满足所需要的系统性能，同时提供由3.2 Gbps收发器带来的低功耗高速接口，而引脚兼容性也使之能够通过设计扩展来满足未来需求。

四种Virtex-5平台，除了高性能逻辑(LX)、具有串行连接性的高性能逻辑(LXT)外，还有2007年将进一步推出的具有串行连接性的高性能DSP(SXT)和具有串行连接性的嵌入式处理器(FXT)。

"语音、数据、视频三重业务对FPGA是更大的市场，需要更高性能的产品。而在电信、网络、视频、存储和高端服务器等很多应用中，未来5年，高速串行接口将成为主流。"根据分析报告，2009年PCI Express和千兆以太网将占80％的I/O接口。Holmberg进一步指出，最主流用户群集中在2-2.5Gbps，第二大流行趋势在1- 1.5Gbps，因而，未来主流用户的中心需求点在3.2Gbps以内。