此前以生產(chǎn)小型低功耗FPGA而聞名的Lattice Semiconductor正進軍中端FPGA市場，此舉將使該公司的潛在市場規(guī)模翻一番，達到約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Avant，以及在該平臺上構(gòu)建的第一個中端FPGA，Avant-E系列，具有多達50萬個邏輯單元。

Lattice的產(chǎn)品營銷總監(jiān)Jay Aggarwal表示：“當(dāng)我們在構(gòu)思Avant時，我們與全球100多名客戶進行了溝通，了解他們真正想要什么。這些客戶來自我們所有的主要垂直領(lǐng)域，分布在各個地區(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，因為我們的競爭對手忽視了中端FPGA領(lǐng)域，一直專注于高端設(shè)備。”

Aggarwal認為競爭對手現(xiàn)有的中端產(chǎn)品主要是高端FPGA的精簡版，由此帶來了架構(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希望通過小型FPGA的經(jīng)驗，生產(chǎn)出能夠在計算、通信、工業(yè)和汽車市場競爭的產(chǎn)品。

Nexus和Avant

Lattice在2019年通過Nexus引入了技術(shù)平臺的概念，此后該公司在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了5個產(chǎn)品系列。平臺概念可以復(fù)用設(shè)計，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收從20年第一季度的9700萬美元增長到22年第三季度的1.72億美元。

Nexus專注于10萬個邏輯單元以下的小型FPGA，而Avant將覆蓋10-50萬個邏輯單元之間的設(shè)備。新平臺具有架構(gòu)優(yōu)勢和處理擴展的應(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性能可以達到30倍。Avant平臺設(shè)備將具有高達25Gbps的可配置SerDes，增強對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)備還將采用一個新的后量子就緒的安全引擎，該引擎支持先進的加密算法，Lattice認為這是所有客戶都非常需要的，無論是什么行業(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針對邊緣AI、嵌入式視覺、安全、工廠自動化和ORAN基礎(chǔ)設(shè)施的解決方案堆棧。包括參考設(shè)計、SDK、設(shè)計工具和IP。Aggarwal表示，包括用于SoC設(shè)計的Lattice Propel和Lattice Radiant IDE在內(nèi)的設(shè)計軟件也將與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負責(zé)Sales和BD的VP Matt Dobrodziej表示，“我們針對的90%的客戶都是Lattice的現(xiàn)有客戶，所以這實際上是與我們的客戶一起擴展，為他們提供更多的功能，同時通過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)市場將深入現(xiàn)有客戶的應(yīng)用，以實現(xiàn)新的功能。

邊緣AI

邊緣AI推理是基于Lattice Avant平臺的新型中端FPGA的關(guān)鍵驅(qū)動因素。為了有效地處理AI工作負載，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)中加強一些比DSP更特定于AI的功能呢？

Dobrodziej說：“如果你看看其他瞄準(zhǔn)AI的設(shè)備，我們從客戶那里聽說，那些帶有特定AI模塊的設(shè)備很快就會過時，所以他們將大量硅用于那些沒有我們所期望壽命的東西上。通過為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)中的硬化塊中實現(xiàn)許多你期望的東西。對我們的客戶來說，靈活性的價值要高得多。”

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、機器人的3D深度檢測和汽車艙內(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具有幾個優(yōu)勢，主要是靈活性。

Dobrodziej說：“我們在與客戶交談時發(fā)現(xiàn)，在這個過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。我們?nèi)匀徽J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，而且能夠進行類型的預(yù)處理，使下游元數(shù)據(jù)更好。”

Aggarwal補充說：“使用FPGA的一個原因是標(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特定的架構(gòu)或解決方案中，你會面對無法想象的工作負荷，甚至可能需要重新設(shè)計。我們能夠不斷改進設(shè)備上的算法，并通過相同的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50萬個邏輯單元，用于數(shù)據(jù)處理和邊緣AI應(yīng)用。2023年將會有30/20萬個邏輯單元的設(shè)備出現(xiàn)。根據(jù)Lattice的比較，與競品Intel Arria V GZ（45萬個邏輯單元）和AMD Kintex 7（47.8萬個邏輯單元）相比，這款50萬個邏輯單元的FPGA將提高2.5倍的能效，吞吐量可達2倍，體積可減少6倍。

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

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

審核編輯 ：李倩