Xilinx Stacked Silicon Interconnect FPGA-Technik ermöglicht technischen Durchbruch bei Logikdichten, Bandbreiten und Wirkungsgrad "More than Moore"

Bietet, verglichen mit monolithischen Bausteinen, eine 100fache Steigerung der Chip zu Chip- Bandbreite pro Watt und eine zwei- bis dreifach höhere Logikdichte

(PresseBox) (Taipeh, Taiwan, ) Xilinx (NASDAQ: XLNX) kündigt die erste Stacked Silicon Interconnect-Technik der Branche an. Die Technologie bedeutet einen Durchbruch bezüglich Logikkapazität, Bandbreite und reduzierter Verlustleistung.Mehrere FPGAs werden in einem einzigen Gehäuse kombiniert. Dies ermöglicht Anwendungen, die eine extrem hohe Transistor- und Logikdichte sowohl für eine immense Rechenleistung als auch extreme Bandbreite erfordern. Durch den Einsatz von 3D-Packaging- und TSV-Techniken (through-silicon vias = Durchkontaktierungen im Silizium) bei den 28-nm-FPGAs der 7-Serie bieten die Targeted Design Plattformen von Xilinx mehr als die doppelte Performance, die mit den größten Ein-Chip-FPGAs möglich ist. Diese innovative Plattform überschreitet die Grenzen des Moore'schen Gesetzes und bietet Elektronik-Produzenten bislang unerreichte Leistungsfähigkeit, Bandbreite und Logikdichte, die auf die hohe Integrationsdichte ihrer Systeme hin optimiert sind.

"Ein Weg, mit dem die 28-nm-FPGAs der Xilinx-7-Serie die Palette an Applikationen vergrößern, die mit programmierbare Logik möglich sind, ist es, die industrieweit führende Logikdichte von bis zu 2 Millionen Logikzellen anzubieten. Unsere Stacked Silicon Interconnect Technik, macht diese bemerkenswerte Steigerung erst möglich", so Vincent Tong, Xilinx Senior Vice President. "Fünf Jahre Forschungs- und Entwicklungsarbeit von Xilinx, gekoppelt mit den industrieweit führenden Technologien von TSMC, haben zu einer innovativen Lösung geführt, die es den Entwicklern von elektronischen Systemen erlaubt, die Vorzüge von FPGAs weiter in ihrem Fertigungsablauf zu nutzen."

Mit der Software-Unterstützung durch die ISE Design Suite 13.1, die derzeit von Beta-Kunden eingesetzt wird, ist der 28-nm-Xilinx-Baustein Virtex-7 LX2000T der weltweit erste Multi-Chip-FPGA dieser Art und bietet 3,5 mal höhere Logikkapazität als die größten 40-nm-Xilinx-FPGAs mit seriellen Transceivern der aktuellen Generation und 2,8 mal die Logikkapazität der größten 28-nm-Bausteine mit seriellen Sendern/Empfängern des Wettbewerbs. Dieser Baustein wurde durch die fortschrittliche Produktionstechnik von TSMC und patentierte Architekturverbesserungen von Xilinx möglich. Verglichen mit mehreren separaten FPGAs bietet diese Technik erhebliche Vorteile bezüglich Verlustleitung, Systemkosten und Baugruppenkomplexität.

"Verglichen mit traditionellen monolithischen FPGAs ist die Methode der Multi-Chip-Gehäuse ein innovativer Weg hoch integrierte programmierbare Bausteine mit höherer Ausbeute und Zuverlässigkeit sowie verbesserten Eigenschaften bezüglich des Temperaturgradienten und der Stresstoleranz zu realisieren", erklärt Shang-yi Chiang, Senior Vice President of R&D bei TSMC. "die Anwendung von TSV und Silizium-Interposern bei der Umsetzung der Stacked Silicon Interconnect Technik verspricht ein reduziertes Entwicklungsrisiko. Damit ist Xilinx mit gut entwickelten Prüfmustern, die die Kriterien des Unternehmens zum Nachweis der Entwickelbarkeit, Validierung der Fertigung und Abschätzung der Zuverlässigkeit erfüllen, auf dem besten Weg zur Serienproduktion."

Innerhalb der Stacked Silicon Interconnect Struktur, werden die Daten zwischen mehreren benachbarten FPGA-Chips über mehr als 10.000 Routing Verbindungen übertragen. Verglichen mit der Verwendung von Standard-I/O-Schnittstellen, die nötig sind, um zwei FPGAs zusammen auf einer Leiterplatte zu integrieren, liefert die Stacked Silicon Interconnect Technik eine über 100fach größere Verbindungsbandbreite von Chip zu Chip pro Watt, bei einem Fünftel der Latenz, ohne dazu irgendwelche schnelle serielle oder parallele I/O-Ressourcen nutzen zu müssen. Dadurch, dass die nackten Chips nahe zusammen und mit dem Ball-Grid-Array verbunden sind, kann Xilinx Probleme mit dem Wärmefluss und im Designablauf bei den Entwicklungswerkzeugen vermeiden, die sonst bei Einsatz einer rein vertikalen Chip-Stapel-Methode vorhanden wären. Die von Xilinx gewählte 28-nm-HPL-Prozesstechnik (high-performance, low power) für den Basis-FPGA-Baustein, bietet ein komfortables Leistungsbudget, um die FPGA-Chips in ein einziges Gehäuse zu integrieren.

Die Stacked Silicon Interconnect Technik von Xilinx dient den anspruchsvollsten FPGA-Applikationen im Zentrum von Elektroniksystemen der nächsten Generation. Die Schnittstellen dieser Technik mit extrem hoher Bandbreite, geringer Latenz und minimaler Verlustleitung erlauben es den Anwendern Applikationen unter Einsatz der gleichen Methoden, wie für große monolithische FPGAs zu implementieren. Dazu wird die eingebaute Auto-Partitionierungsfähigkeit der Software, die eine einfache Anwendung quasi auf Knopfdruck erlaubt, genutzt, oder hierarchische und teambasierte Entwicklungstechniken, um höchste Leistungsfähigkeit und Produktivität zu erzielen.

"Das Virtex-7-2000T-FPGA, das die Stacked Silicon Interconnect Technik nutzt, ist ein signifikanter Fortschritt in der FPGA-Entwicklung. Er wird es ARM erlauben die neusten Prozessor-Cores und Plattformlösungen innerhalb eines einzigen FPGAs zu implementieren. Dies wird verglichen mit dem traditionellen Verfahren mehrere einzelne FPGA-Bausteine zu verwenden, unseren Entwicklungsaufwand reduzieren, die Verlustleistung verringern und die Leistung erhöhen,", so John Cornish, EVP und General Manager, System Design Division von ARM. "Wir sind langjähriger Nutzer der Virtex-FPGA-Technik in den ARM Versatile-Express SoC-Prototyp-Lösungen, und dies wird unsere starke Position noch weiter ausbauen."

"Die Verfügbarkeit der bewährten TSV-Technik zusammen mit latenzarmen Interposer-Strukturen, wird von Xilinx effektiv genutzt, um die Fähigkeiten seiner FPGAs zu erweitern", sagt Dr. Handel H. Jones, Gründer und CEO der IBS, Inc. "Die von Xilinx verwendeten Techniken werden in der Großserienproduktion eingesetzt. Daher die Erwartung, dass die Qualität und Zuverlässigkeit des Endprodukts hoch sein wird und gleichzeitig das Risiko für den Kunden sehr gering ist."

Verbunden mit dem Halbleiterprozess ist eine robuste Lieferkette, die mit führenden externen Foundry-, Assembly- und Testpartnern wie TSMC besetzt ist. Software-Unterstützung wird mit der ISE Design Suite 13.1 geboten, die derzeit bereits für Beta-Kunden verfügbar ist. Erste Bausteine sind für die 2. Hälfte des Jahren 2011 geplant. Weitere technische Informationen einschließlich Weißbücher sind erhältlich über: http://www.xilinx.com/stacked-silicon.

Xilinx GmbH Germany

Xilinx ist der weltweit führende Anbieter von kompletten programmierbaren Logiklösungen. Weitere Informationen erhalten Sie unter http://www.xilinx.com/.

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