收购了Altera英特尔就能决胜物联网市场?错,功耗问题还需彻底解决

2016-11-07 14:43:16 来源:EEFOCUS
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我在“英特尔的明日之星”中写过:


物联网随着车联网、智能家居和各种联网设备的应用快速发展。然而,在围绕这些器件的生态系统建立起来之前,设备制造商不得不考虑功效问题。好消息是,在低功耗FPGA的帮助下,这些设备可以实现节能。


一般人们会因为一个公司的策略及规划买其股票。英特尔的“明日之星”是Altera FPGA产品线,本文将会解释,投资FPGA如何在数据中心和物联网中获取高回报。让我们来分析一下Altera或者赛灵思的FPGA,产品价格超过1000美金,高性能而且广泛应用于网络,对于物联网应用来说却不是好的选择,前提是你认同“必须处理功耗问题”。


首先,我认为FPGA是一项伟大的技术,FPGA在这个依赖网络系统数据而快速变化的世界里起到不可估量的作用,它提供了巨大的灵活性。这种灵活性是有成本的,我们不谈论IC ASP(在FPGA中实现相同的功能要乘以10甚至20),而是功耗。我从网上查了一下FPGA的构架:基于FPGA的SRAM密度最高,但是功耗很大,而且需要外部非易失性存储器配置位流。

 


这个架构定义适用于Altera和赛灵思,我们能肯定这个所谓的“高功耗”可以从Altera的白皮书中找到,标题是:“利用HyperFlex架构于Stratix 10器件,可以最大程度降低功耗。”


从Stratix V到Stratix 10器件意味着工艺从28nm过渡到14nm FinFET节点。我们一般不希望集成转换器(基于并行转换器的高速接口)到物联网,因此让我们看一下核动态功耗,从28nm切换到14nm FinFET的静态功耗降低了42%。实际上,静态功耗有两部分。一部分是泄露功率,大部分FinFET技术都会有;另一部分是FPGA技术固有的。这是来自SRAM的功率耗散(记住,FPGa是基于SRAM架构),因为是静态,你需要不算刷新SRAM保持FPGA编程。笔者自豪于10到12瓦特的静态功耗,但是想象一下你把FPGA应用于物联网应用。典型的物联网需要保持不间断联网,逻辑会时不时唤醒,你不得不保持SRAM唤醒...这将产生巨大的静态功耗。

 

由此可见,我不认为Stratix 10产品线适合物联网应用,因为要满足物联网需求静态功耗太高。


文章结束前说点积极的。英特尔开发的一些有趣的产品,如多芯片封装,集成了Broadwell和Arria 10GX FPGA在相同的封装中。这款产品将会用于数据中心,FPGA的灵活性将会降低功耗。芯片间通信产生的功耗将受惠于两片芯片间无封装。我可以说,这不是一项革命,但是在降低功耗方面向着正确的方向发展。

坦率地讲,如果嵌入式FPGA技术研发有效,如果eFPGA可用于数据中心,可能会是一场革命,而不是将一个SoC放在FPGA中,或者在FPGA的实例中,将多个FPGA集成到SoC中将会带来灵活性和低功耗。我们将会需要等待,看看eFPGA是否会被采纳...


关于漏极功耗:

国际半导体技术发展路线图在2009年的报告中,描述漏极功耗的生存危机情况:


当功耗变成一个迫切的挑战,其泄露或静态功耗组件将长期成为一个主要的行业危机,正在威胁CMOS技术的生存,就像几十年前双极技术受到的威胁及最终处置。


 

小编点评:将FPGA和CPU封装到一起确实达到了异构处理的目的,不过也只是减少了芯片间通信的功耗,英特尔认为是一个革命性变革我觉得有些牵强,而且功耗的问题没有从根本上解决。FPGA加速确实可以帮助数据中心实现能源节约,但是功耗依然是横在用户面前的一个难题。小编觉得eFPGA未必能彻底解决,或许需要新材料、新技术才能实现大步跨越。

 

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