Xilinx, Inc. ( / ˈz aɪ l ɪ ŋ k s / ZY -links ) era una empresa estadounidense de tecnología y semiconductores que suministraba principalmente dispositivos lógicos programables . La empresa es conocida por inventar la primera matriz de puertas programables en campo (FPGA) comercialmente viable. También creó el primer modelo de fabricación sin fábrica . [4] [5] [6]
Xilinx fue cofundada por Ross Freeman , Bernard Vonderschmitt y James V Barnett II en 1984. La compañía salió a bolsa en el NASDAQ en 1990. [7] [8] AMD anunció la adquisición de Xilinx en octubre de 2020, y el acuerdo fue completado el 14 de febrero de 2022, a través de una transacción de acciones por un valor estimado de 60 mil millones de dólares. [9] [10] Xilinx siguió siendo una subsidiaria de propiedad total de AMD hasta que la marca se eliminó gradualmente en junio de 2023, y las líneas de productos de Xilinx ahora tienen la marca AMD. [11]
Xilinx se fundó en Silicon Valley en 1984 y tiene su sede en San José , Estados Unidos, con oficinas adicionales en Longmont , Estados Unidos; Dublín , Irlanda; Singapur ; Hyderabad , India; Beijing , China; Shanghai , China; Brisbane , Australia, Tokio , Japón y Ereván , Armenia. [12] [13]
Según Bill Carter, ex director de tecnología y actual [ ¿cuándo? ] miembro de Xilinx, la elección del nombre Xilinx se refiere al símbolo químico del silicio Si. [14] [ ¿cómo? ] [ verificación fallida ] El "linx" representa enlaces programables que conectan bloques lógicos programables entre sí. Las 'X' en cada extremo representan los bloques lógicos programables. [15] [ cita necesaria ]
Xilinx vende una amplia gama de FPGA, dispositivos lógicos programables complejos (CPLD), herramientas de diseño, propiedad intelectual y diseños de referencia. [16] Los clientes de Xilinx representan poco más de la mitad de todo el mercado de lógica programable, con un 51%. [16] [5] [17] Altera (ahora filial de Intel ) es el competidor más fuerte de Xilinx con el 34% del mercado. Otros actores clave en este mercado son Actel (ahora filial de Microsemi ) y Lattice Semiconductor . [6]
Ross Freeman , Bernard Vonderschmitt y James V Barnett II , todos ex empleados de Zilog , un fabricante de circuitos integrados y dispositivos de estado sólido, cofundaron Xilinx en 1984 con sede en San José , EE. UU. [12] [15]
Mientras trabajaba para Zilog, Freeman quería crear chips que actuaran como una cinta en blanco, permitiendo a los usuarios programar la tecnología ellos mismos. [15] "El concepto requería muchos transistores y, en ese momento, los transistores se consideraban extremadamente valiosos; la gente pensaba que la idea de Ross estaba bastante descabellada", dijo Bill Carter, miembro de Xilinx, contratado en 1984 para diseñar circuitos integrados como octavo empleado de Xilinx. [15]
En ese momento era más rentable fabricar circuitos genéricos en volúmenes masivos [12] que circuitos especializados para mercados específicos. [12] Los FPGA prometieron hacer rentables los circuitos especializados.
Freeman no pudo convencer a Zilog de invertir en FPGA para alcanzar un mercado que entonces se estimaba en 100 millones de dólares, [12] por lo que él y Barnett se marcharon para formar equipo con Vonderschmitt, un ex colega. Juntos, recaudaron 4,5 millones de dólares en financiación de riesgo para diseñar la primera FPGA comercialmente viable. [12] Incorporaron la empresa en 1984 y comenzaron a vender su primer producto en 1985. [12]
A finales de 1987, la empresa había recaudado más de 18 millones de dólares en capital de riesgo (equivalente a 48,27 millones de dólares en 2023) y ganaba casi 14 millones de dólares al año. [12] [18]
De 1988 a 1990, los ingresos de la empresa crecieron cada año, de 30 millones de dólares a 100 millones de dólares. [12] Durante este tiempo, AMD compró Monolithic Memories Inc. (MMI), la empresa que había estado proporcionando financiación a Xilinx . [12] Como resultado, Xilinx disolvió el acuerdo con MMI y salió a bolsa en el NASDAQ en 1989. [12] La compañía también se mudó a una planta de 144.000 pies cuadrados (13.400 m 2 ) en San José, California, para manejar pedidos cada vez más grandes de HP , Apple Inc. , IBM y Sun Microsystems . [12]
Otros fabricantes de FPGA surgieron a mediados de los años 1990. [12] En 1995, la empresa alcanzó 550 millones de dólares en ingresos. [12] Con el paso de los años, Xilinx expandió sus operaciones a India , Asia y Europa . [19] [20] [21] [22]
Las ventas de Xilinx aumentaron a 2.530 millones de dólares al final de su año fiscal 2018. [23] Moshe Gavrielov, un veterano de la industria EDA y ASIC que fue nombrado presidente y director ejecutivo a principios de 2008, introdujo plataformas de diseño específicas que combinan FPGA con software , núcleos IP, placas y kits para abordar aplicaciones específicas. [24] Estas plataformas proporcionan una alternativa a los costosos circuitos integrados de aplicaciones específicas ( ASIC ) y a los productos estándar de aplicaciones específicas (ASSP). [25] [26] [27]
El 4 de enero de 2018, Victor Peng, director de operaciones de la empresa, reemplazó a Gavrielov como director ejecutivo. [28]
En 2011, la compañía presentó el Virtex-7 2000T, el primer producto basado en silicio apilado 2.5D (basado en tecnología de intercalador de silicio ) para ofrecer FPGA más grandes que los que podrían construirse utilizando silicio monolítico estándar. [14] Xilinx luego adaptó la tecnología para combinar componentes anteriormente separados en un solo chip, primero combinando una FPGA con transceptores basados en tecnología de proceso heterogéneo para aumentar la capacidad de ancho de banda mientras se usa menos energía. [29]
Según el ex director ejecutivo de Xilinx, Moshe Gavrielov, la incorporación de un dispositivo de comunicaciones heterogéneo, combinada con la introducción de nuevas herramientas de software y la línea Zynq-7000 de dispositivos SoC de 28 nm que combinan un núcleo ARM con una FPGA, son parte del cambio de posición. de un proveedor de dispositivos lógicos programables a uno que ofrece "todo lo programable". [30]
Además de Zynq-7000, las líneas de productos Xilinx incluyen las series Virtex , Kintex y Artix, cada una de las cuales incluye configuraciones y modelos optimizados para diferentes aplicaciones. [31] En abril de 2012, la compañía presentó Vivado Design Suite , un entorno de diseño potente de SoC de próxima generación para diseños de sistemas electrónicos avanzados. [32] En mayo de 2014, la compañía envió el primero de los FPGA de próxima generación: el UltraScale de 20 nm . [33]
En septiembre de 2017, Amazon.com y Xilinx iniciaron una campaña para la adopción de FPGA. Esta campaña habilita las imágenes de máquinas de Amazon (AMI) de AWS Marketplace con instancias de FPGA de Amazon asociadas creadas por socios. Las dos empresas lanzaron herramientas de desarrollo de software para simplificar la creación de tecnología FPGA. Las herramientas crean y gestionan las imágenes de máquinas creadas y vendidas por los socios. [34] [35]
En julio de 2018, Xilinx adquirió DeepPhi Technology, una startup china de aprendizaje automático fundada en 2016. [36] [37] En octubre de 2018, los FPGA Xilinx Virtex UltraScale+ y el codificador de video H.265 de NGCodec se utilizaron en un servicio de codificación de video basado en la nube. utilizando la codificación de vídeo de alta eficiencia (HEVC). [38] La combinación permite la transmisión de video con la misma calidad visual que usando GPU, pero con una tasa de bits entre un 35% y un 45% menor. [39]
En noviembre de 2018, la familia Zynq UltraScale+ de sistemas en chips multiprocesador de la empresa obtuvo la certificación del nivel de integridad de seguridad (SIL) 3 HFT1 de la especificación IEC 61508 . [40] [41] Con esta certificación, los desarrolladores pueden utilizar la plataforma MPSoC en aplicaciones de seguridad basadas en IA de hasta SIL 3, en plataformas industriales 4.0 de sistemas automotrices, aeroespaciales y de IA. [42] [43] En enero de 2019, ZF Friedrichshafen AG (ZF) trabajó con Zynq de Xilinx para impulsar su unidad de control automotriz ProAI, que se utiliza para habilitar aplicaciones de conducción automatizada. [44] [45] [46] La plataforma de Xilinx pasa por alto la agregación, el preprocesamiento y la distribución de datos en tiempo real y acelera el procesamiento de IA de la unidad. [40] [47]
En noviembre de 2018, Xilinx migró sus productos XQ UltraScale+ de grado de defensa al proceso FinFET de 16 nm de TSMC. [48] [49] [50] Los productos incluían los primeros dispositivos SoC multiprocesador heterogéneos de grado de defensa de la industria e incluían los MPSoC y RFSoC XQ Zynq UltraScale+, así como los FPGA XQ UltraScale+ Kintex y Virtex. [51] [52] Ese mismo mes, la compañía amplió su cartera de tarjetas aceleradoras de centros de datos Alveo con la Alveo U280. [53] La línea inicial de Alveo incluía el U200 y el U250, que presentaban FPGA Virtex UltraScale+ de 16 nm y SDRAM DDR4. [54] Esas dos tarjetas se lanzaron en octubre de 2018 en el Xilinx Developer Forum. [55] En el Foro, Victor Peng, CEO de diseño de semiconductores en Xilinx, y Mark Papermaster, CTO de AMD, utilizaron ocho tarjetas Alveo U250 y dos CPU de servidor AMD Epyc 7551 para establecer un nuevo récord mundial de rendimiento de inferencia a 30.000 imágenes por segundo. [55]
También en noviembre de 2018, Xilinx anunció que Dell EMC fue el primer proveedor de servidores en calificar su tarjeta aceleradora Alveo U200, utilizada para acelerar HPC clave y otras cargas de trabajo con servidores Dell EMC PowerEdge seleccionados. [56] El U280 incluía soporte para memoria de alto ancho de banda (HBM2) e interconexión de servidores de alto rendimiento. [57] En agosto de 2019, Xilinx lanzó el Alveo U50, un acelerador adaptable de bajo perfil con soporte PCIe Gen4. [58] [59] La tarjeta aceleradora U55C se lanzó en noviembre de 2021 y está diseñada para HPCC y cargas de trabajo de big data mediante la incorporación de la solución de agrupación en clústeres basada en RoCE v2 , lo que permite integrar la agrupación en clústeres de HPCC basada en FPGA en las infraestructuras de centros de datos existentes. [60]
En enero de 2019, K&L Gates , un bufete de abogados que representa a Xilinx, envió una carta de cese y desistimiento de la DMCA a un YouTuber de EE reclamando una infracción de marca registrada por presentar el logotipo de Xilinx junto al de Altera en un vídeo educativo. [61] [62] Xilinx se negó a responder hasta que se publicó un video que describía la amenaza legal, después de lo cual enviaron un correo electrónico de disculpa. [63]
En enero de 2019, Baidu anunció que su nuevo producto informático de aceleración de borde, EdgeBoard, funcionaba con Xilinx. [64] [65] Edgeboard es parte de la Iniciativa de plataforma de hardware Baidu Brain AI, que abarca los servicios informáticos abiertos de Baidu y productos de hardware y software para sus aplicaciones de IA periférica. [66] Edgeboard se basa en Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC, que utiliza procesadores en tiempo real junto con lógica programable. [67] [68] El Edgeboard basado en Xilinx se puede utilizar para desarrollar productos como soluciones de vigilancia de seguridad por vídeo inteligente, sistemas avanzados de asistencia al conductor y robots de próxima generación. [69] [70]
En febrero de 2019, la compañía anunció dos nuevas generaciones de su cartera de sistemas en chip (RFSoC) Zynq UltraScale+ RF. [71] El dispositivo cubre todo el espectro sub-6 GHz, que es necesario para 5G , y las actualizaciones incluyeron: una interfaz de onda milimétrica extendida, hasta un 20% de reducción de energía en el subsistema convertidor de datos de RF en comparación con la cartera base, y soporte de 5G Nueva Radio . [72] La versión de segunda generación cubría hasta 5 GHz, mientras que la tercera llegaba a 6 GHz. [73] En febrero, la cartera era el único chip único de plataforma de radio adaptable que había sido diseñado para abordar las necesidades de red 5G de la industria. [74] El segundo anuncio reveló que Xilinx y Samsung Electronics realizaron el primer despliegue comercial de 5G New Radio (NR) del mundo en Corea del Sur . [75] [76] Las dos empresas desarrollaron e implementaron productos 5G masivos de múltiples entradas, múltiples salidas (m-MIMO) y ondas milimétricas (mmWave) utilizando la plataforma UltraScale+ de Xilinx. [75] Las capacidades son esenciales para la comercialización de 5G. [76] Las empresas también anunciaron su colaboración en los productos de la plataforma de aceleración informática adaptable (ACAP) Versal de Xilinx que brindarán servicios 5G. [77] En febrero de 2019, Xilinx introdujo un núcleo de subsistema IP HDMI 2.1, que permitió a los dispositivos de la compañía transmitir, recibir y procesar video UHD de hasta 8K (7680 x 4320 píxeles) en reproductores multimedia, cámaras, monitores, paredes LED, proyectores y máquinas virtuales basadas en kernel. [78] [79]
En abril de 2019, Xilinx celebró un acuerdo definitivo para adquirir Solarflare Communications, Inc. [80] [81] Xilinx se convirtió en un inversor estratégico en Solarflare en 2017. [81] [82] Las empresas han estado colaborando desde entonces en tecnología de redes avanzada y en marzo de 2019 demostraron su primera solución conjunta: una NIC 100G basada en FPGA de un solo chip . La adquisición permite a Xilinx combinar sus soluciones FPGA, MPSoC y ACAP [ palabra de moda ] con la tecnología NIC de Solarflare. [83] [80] [84] En agosto de 2019, Xilinx anunció que la compañía agregaría la FPGA más grande del mundo, la Virtex Ultrascale+ VU19P, a la familia Virtex Ultrascale+ de 16 nm. El VU19P contiene 35 mil millones de transistores. [85] [86] [87]
En junio de 2019, Xilinx anunció que enviaría sus primeros chips Versal. [88] Utilizando ACAP, el hardware y el software de los chips se pueden programar para ejecutar casi cualquier tipo de software de IA. [89] [90] El 1 de octubre de 2019, Xilinx anunció el lanzamiento de Vitis, una plataforma unificada de software gratuito y de código abierto que ayuda a los desarrolladores a aprovechar la adaptabilidad del hardware. [91] [92] [93]
En 2019, Xilinx superó los 3.000 millones de dólares en ingresos anuales por primera vez, anunciando ingresos de 3.060 millones de dólares, un 24% más que el año fiscal anterior. [94] [95] Los ingresos fueron de $828 millones para el cuarto trimestre del año fiscal 2019, un 4% más que el trimestre anterior y un 30% más año tras año. [96] El sector de comunicaciones de Xilinx representó el 41 por ciento de los ingresos; los sectores industrial, aeroespacial y de defensa representaron el 27%; los sectores de Centro de Datos y Prueba, Medición y Emulación (TME) representaron el 18%; y los mercados de automoción, radiodifusión y consumo contribuyeron con el 14%. [97]
En agosto de 2020, Subaru anunció el uso de uno de los chips de Xilinx como potencia de procesamiento para las imágenes de la cámara en su sistema de asistencia al conductor. [98] En septiembre de 2020, Xilinx anunció su nuevo conjunto de chips, la tarjeta T1 Telco Accelerator, que se puede utilizar para unidades que se ejecutan en una red RAN 5G abierta. [99]
El 27 de octubre de 2020, AMD llegó a un acuerdo para adquirir Xilinx en un acuerdo de intercambio de acciones, valorando la empresa en 35 mil millones de dólares. Se esperaba que el acuerdo se cerrara a finales de 2021. [100] Sus accionistas aprobaron la adquisición el 7 de abril de 2021. [101] El acuerdo se completó el 14 de febrero de 2022. [102] Desde que se completó la adquisición, todo Xilinx los productos tienen la marca compartida AMD Xilinx ; Comenzó en junio de 2023, todos los productos de Xilinx ahora se están consolidando bajo la marca AMD.
En diciembre de 2020, Xilinx anunció que adquiriría los activos de Falcon Computing Systems para mejorar la plataforma Vitis, gratuita y de código abierto, un software de diseño para motores de procesamiento adaptables para habilitar aceleradores específicos de dominio altamente optimizados. [103]
En abril de 2021, Xilinx anunció una colaboración con Mavenir para aumentar la capacidad de las torres de telefonía móvil para redes 5G abiertas . [104] Ese mismo mes, la compañía dio a conocer la cartera Kria, una línea de sistemas en módulos (SOM) de factor de forma pequeño que vienen con una pila de software prediseñada para simplificar el desarrollo. [105] En junio, Xilinx anunció que iba a adquirir el desarrollador de software alemán Silexica, por un monto no revelado. [106]
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Xilinx diseña y desarrolla productos lógicos programables, incluidos circuitos integrados (CI), herramientas de diseño de software, funciones de sistema predefinidas entregadas como núcleos de propiedad intelectual (IP), servicios de diseño, capacitación de clientes, ingeniería de campo y soporte técnico. [16] Xilinx vende FPGA y CPLD para fabricantes de equipos electrónicos en mercados finales como el de comunicaciones , industrial, de consumo , automotriz y de procesamiento de datos . [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113]
Los FPGA de Xilinx se han utilizado para ALICE (A Large Ion Collider Experiment) en el laboratorio europeo CERN en la frontera franco - suiza para mapear y desenredar las trayectorias de miles de partículas subatómicas . [114] Xilinx también se ha asociado con la Dirección de Vehículos Espaciales del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos para desarrollar FPGA para resistir los efectos dañinos de la radiación en el espacio, que son 1.000 veces menos sensibles a la radiación espacial que el equivalente comercial, para su despliegue. en nuevos satélites. [115] Los FPGA Xilinx pueden ejecutar un sistema operativo integrado normal (como Linux o vxWorks ) y pueden implementar periféricos de procesador en lógica programable. [16] Las familias de FPGA Virtex-II Pro, Virtex-4, Virtex-5 y Virtex-6, que incluyen hasta dos núcleos IBM PowerPC integrados, están dirigidas a las necesidades de los diseñadores de sistemas en chip (SoC). [116] [117] [118]
Los núcleos IP de Xilinx incluyen IP para funciones simples ( codificadores BCD , contadores, etc.), para núcleos de dominio específico ( procesamiento de señales digitales , núcleos FFT y FIR ) hasta sistemas complejos (núcleos de red multigigabit, el microprocesador suave MicroBlaze y el compacto Picoblaze). microcontrolador). [16] Xilinx también crea núcleos personalizados por una tarifa. [ cita necesaria ]
El principal conjunto de herramientas de diseño que Xilinx proporciona a los ingenieros es Vivado Design Suite , un entorno de diseño integrado (IDE) con herramientas de nivel de sistema a IC construidas sobre un modelo de datos escalable compartido y un entorno de depuración común. Vivado incluye herramientas de diseño a nivel de sistema electrónico (ESL) para sintetizar y verificar IP algorítmica basada en C; empaquetado basado en estándares de IP algorítmica y RTL para su reutilización; unión de IP basada en estándares e integración de sistemas de todo tipo de bloques de construcción de sistemas; y la verificación de bloques y sistemas. [119] Una versión gratuita WebPACK Edition de Vivado proporciona a los diseñadores una versión limitada del entorno de diseño. [120]
El kit de desarrollador integrado (EDK) de Xilinx admite los núcleos PowerPC 405 y 440 integrados (en Virtex-II Pro y algunos chips Virtex-4 y -5) y el núcleo Microblaze . El generador de sistemas para DSP de Xilinx implementa diseños de DSP en FPGA de Xilinx. Se utiliza una versión gratuita de su software EDA llamada ISE WebPACK con algunos de sus chips que no son de alto rendimiento. Xilinx es el único (a partir de 2007) proveedor de FPGA que distribuye una cadena de herramientas de síntesis gratuita nativa de Linux. [121]
Xilinx anunció la arquitectura de una nueva plataforma basada en ARM Cortex-A9 para diseñadores de sistemas integrados, que combina la programabilidad del software de un procesador integrado con la flexibilidad del hardware de una FPGA. [122] [123] La nueva arquitectura abstrae gran parte de la carga del hardware del punto de vista de los desarrolladores de software integrado, dándoles un nivel de control sin precedentes en el proceso de desarrollo. [124] [125] [122] [123] Con esta plataforma, los desarrolladores de software pueden aprovechar el código de su sistema existente basado en la tecnología ARM y utilizar amplias bibliotecas de componentes de software de código abierto y disponibles comercialmente. [124] [125] [122] [123] Debido a que el sistema inicia un sistema operativo al reiniciarse, el desarrollo de software puede comenzar rápidamente dentro de entornos familiares de desarrollo y depuración utilizando herramientas como la suite de desarrollo RealView de ARM y herramientas de terceros relacionadas, Eclipse. IDE basados en GNU, el kit de desarrollo de software Xilinx y otros. [124] [125] [122] [123] A principios de 2011, Xilinx comenzó a distribuir la plataforma SoC Zynq-7000 que sumerge multinúcleos ARM, tejido lógico programable, rutas de datos DSP, memorias y funciones de E/S en un entorno denso y configurable. malla de interconexión. [126] [127] La plataforma está dirigida a diseñadores integrados que trabajan en aplicaciones de mercado que requieren multifuncionalidad y capacidad de respuesta en tiempo real, como asistencia al conductor de automóviles, videovigilancia inteligente, automatización industrial, aeroespacial y de defensa, e tecnología inalámbrica de próxima generación. [124] [125] [122] [123]
Tras la introducción de sus FPGA serie 7 de 28 nm, Xilinx reveló que varias de las piezas de mayor densidad en esas líneas de productos FPGA se construirán utilizando múltiples matrices en un solo paquete, empleando tecnología desarrollada para la construcción 3D y conjuntos de matrices apiladas. [128] [129] La tecnología de interconexión de silicio apilada (SSI) de la compañía apila varios (tres o cuatro) troqueles FPGA activos uno al lado del otro en un intercalador de silicio , una sola pieza de silicio que transporta la interconexión pasiva. Los troqueles FPGA individuales son convencionales y están montados en un chip invertido mediante microgolpes en el intercalador. El interposer proporciona una interconexión directa entre los troqueles FPGA, sin necesidad de tecnologías de transceptor como SerDes de alta velocidad . [128] [129] [130] En octubre de 2011, Xilinx envió el primer FPGA que utilizó la nueva tecnología, el FPGA Virtex-7 2000T, que incluye 6.800 millones de transistores y 20 millones de puertas ASIC. [131] [132] [133] [134] La primavera siguiente, Xilinx utilizó tecnología 3D para enviar el Virtex-7 HT, los primeros FPGA heterogéneos de la industria, que combinan FPGA de alto ancho de banda con un máximo de dieciséis 28 Gbit/s y setenta -dos transceptores de 13,1 Gbit/s para reducir los requisitos de potencia y tamaño para aplicaciones y funciones clave de tarjetas de línea Nx100G y 400G. [135] [136]
En enero de 2011, Xilinx adquirió la empresa de herramientas de diseño AutoESL Design Technologies y agregó el diseño de alto nivel System C para sus familias de FPGA de las series 6 y 7. [137] La adición de herramientas AutoESL amplió la comunidad de diseño de FPGA a diseñadores más acostumbrados a diseñar en un nivel más alto de abstracción utilizando C, C++ y System C. [138]
En abril de 2012, Xilinx presentó una versión revisada de su conjunto de herramientas para sistemas programables, llamado Vivado Design Suite . Este software de diseño centrado en IP y sistemas admite dispositivos más nuevos de alta capacidad y acelera el diseño de lógica programable y E/S. [139] Vivado proporciona una integración e implementación más rápidas para sistemas programables en dispositivos con tecnología de interconexión de silicio apilado 3D, sistemas de procesamiento ARM, señal mixta analógica (AMS) y muchos núcleos de propiedad intelectual (IP) de semiconductores. [140]
En julio de 2019, Xilinx adquirió NGCodec, desarrolladores de codificadores de video acelerados FPGA para transmisión de video , juegos en la nube y servicios de realidad mixta en la nube. Los codificadores de vídeo NGCodec incluyen soporte para H.264/AVC , H.265/HEVC , VP9 y AV1 , con soporte futuro planificado para H.266/VVC y AV2. [141] [142]
En mayo de 2020, Xilinx instaló su primer Adaptive Compute Cluster (XACC) en ETH Zurich en Suiza. [143] Los XACC proporcionan infraestructura y financiación para apoyar la investigación en aceleración informática adaptativa para informática de alto rendimiento (HPC). [143] Los clústeres incluyen servidores de alta gama, tarjetas aceleradoras Xilinx Alveo y redes de alta velocidad. [144] Se instalarán otros tres XACC en la Universidad de California, Los Ángeles (UCLA); la Universidad de Illinois en Urbana Champaign (UIUC); y la Universidad Nacional de Singapur (NUS). [143] [145]
Antes de 2010, Xilinx ofrecía dos familias principales de FPGA: la serie Virtex de alto rendimiento y la serie Spartan de gran volumen, con una opción EasyPath más económica para aumentar la producción en volumen. [31] La empresa también ofrece dos líneas CPLD : CoolRunner y la serie 9500. Cada serie de modelos se ha lanzado en varias generaciones desde su lanzamiento. [146] Con la introducción de sus FPGA de 28 nm en junio de 2010, Xilinx reemplazó la familia Spartan de alto volumen con la familia Kintex y la familia Artix de bajo costo. [147] [148]
Los productos FPGA más nuevos de Xilinx utilizan un proceso High-K Metal Gate (HKMG), que reduce el consumo de energía estática al tiempo que aumenta la capacidad lógica. [149] En dispositivos de 28 nm, la energía estática representa gran parte y, a veces, la mayor parte de la disipación de energía total. Se dice que las familias de FPGA Virtex-6 y Spartan-6 consumen un 50 por ciento menos de energía y tienen hasta el doble de capacidad lógica en comparación con la generación anterior de FPGA Xilinx. [117] [150] [151]
En junio de 2010, Xilinx presentó la serie Xilinx 7: las familias Virtex-7, Kintex-7 y Artix-7, prometiendo mejoras en la potencia, el rendimiento, la capacidad y el precio del sistema. Estas nuevas familias de FPGA se fabrican utilizando el proceso HKMG de 28 nm de TSMC . [152] Los dispositivos de la serie 7 de 28 nm presentan una reducción de energía del 50 por ciento en comparación con los dispositivos de 40 nm de la compañía y ofrecen una capacidad de hasta 2 millones de celdas lógicas. [147] Menos de un año después de anunciar los FPGA de 28 nm de la serie 7, Xilinx envió el primer dispositivo FPGA de 28 nm del mundo, el Kintex-7. [153] [154] En marzo de 2011, Xilinx presentó la familia Zynq-7000, que integra un sistema completo basado en procesador ARM Cortex-A9 MPCore en una FPGA de 28 nm para arquitectos de sistemas y desarrolladores de software integrado. [126] [127] En mayo de 2017, Xilinx amplió la Serie 7 con la producción de la familia Spartan-7. [155] [156]
En diciembre de 2013, Xilinx presentó la serie UltraScale: familias Virtex UltraScale y Kintex UltraScale. Estas nuevas familias de FPGA son fabricadas por TSMC en su proceso plano de 20 nm. [157] Al mismo tiempo, anunció una arquitectura UltraScale SoC, llamada Zynq UltraScale+ MPSoC , en el proceso TSMC 16 nm FinFET. [158]
En marzo de 2021, Xilinx anunció una nueva cartera de costos optimizados con dispositivos Artix y Zynq UltraScale+, fabricados con el proceso de 16 nm de TSMC. [159]
La serie Virtex de FPGA tiene características integradas que incluyen lógica FIFO y ECC, bloques DSP, controladores PCI-Express, bloques Ethernet MAC y transceptores de alta velocidad. Además de la lógica FPGA, la serie Virtex incluye hardware integrado de funciones fijas para funciones de uso común, como multiplicadores, memorias, transceptores en serie y núcleos de microprocesadores. [160] Estas capacidades se utilizan en aplicaciones tales como equipos de infraestructura cableados e inalámbricos, equipos médicos avanzados, pruebas y mediciones, y sistemas de defensa. [161]
La familia Virtex 7 se basa en un diseño de 28 nm y se informa que ofrece una mejora doble en el rendimiento del sistema con un consumo de energía un 50 por ciento menor en comparación con los dispositivos Virtex-6 de la generación anterior. Además, Virtex-7 duplica el ancho de banda de la memoria en comparación con las FPGA Virtex de la generación anterior con un rendimiento de interfaz de memoria de 1866 Mbit/s y más de dos millones de celdas lógicas. [147] [148]
En 2011, Xilinx comenzó a enviar cantidades de muestra del "FPGA 3D" Virtex-7 2000T, que combina cuatro FPGA más pequeños en un solo paquete colocándolos en una plataforma de interconexión de silicio especial (llamada interposer) para entregar 6.800 millones de transistores en un solo paquete. chip grande. El interposer proporciona 10.000 rutas de datos entre los FPGA individuales (aproximadamente de 10 a 100 veces más de lo que normalmente estaría disponible en una placa) para crear un único FPGA. [131] [132] [133] En 2012, utilizando la misma tecnología 3D, Xilinx introdujo los envíos iniciales de su FPGA Virtex-7 H580T, un dispositivo heterogéneo, llamado así porque comprende dos matrices FPGA y una de 8 canales de 28 Gbit/ El transceptor s está en el mismo paquete. [30]
La familia Virtex-6 se basa en un proceso de 40 nm para sistemas electrónicos de computación intensiva, y la compañía afirma que consume un 15 por ciento menos de energía y tiene un rendimiento un 15 por ciento mejor que los FPGA de 40 nm de la competencia. [162]
El Virtex-5 LX y el LXT están destinados a aplicaciones con uso intensivo de lógica, y el Virtex-5 SXT es para aplicaciones DSP. [163] Con el Virtex-5, Xilinx cambió la estructura lógica de LUT de cuatro entradas a LUT de seis entradas. Con la creciente complejidad de las funciones lógicas combinacionales requeridas por los diseños de SoC, el porcentaje de rutas combinacionales que requieren múltiples LUT de cuatro entradas se había convertido en un cuello de botella en el rendimiento y el enrutamiento. La LUT de seis entradas representó una compensación entre un mejor manejo de funciones combinacionales cada vez más complejas, a expensas de una reducción en el número absoluto de LUT por dispositivo. La serie Virtex-5 es un diseño de 65 nm fabricado con tecnología de proceso de triple óxido de 1,0 V. [164]
Los dispositivos Virtex heredados (Virtex, Virtex-II, Virtex-II Pro, Virtex 4) todavía están disponibles, pero no se recomienda su uso en nuevos diseños.
La familia Kintex-7 es la primera familia FPGA de rango medio de Xilinx que, según la compañía, ofrece el rendimiento de la familia Virtex-6 a menos de la mitad del precio y consume un 50 por ciento menos de energía. La familia Kintex incluye conectividad serial de alto rendimiento de 12,5 Gbit/s o de menor costo optimizado de 6,5 Gbit/s, memoria y rendimiento lógico necesarios para aplicaciones como equipos de comunicación por cable óptico de 10G de gran volumen, y proporciona un equilibrio de rendimiento de procesamiento de señales. consumo de energía y costo para respaldar el despliegue de redes inalámbricas de evolución a largo plazo (LTE). [147] [148]
En agosto de 2018, SK Telecom implementó los FPGA Xilinx Kintex UltraScale como sus aceleradores de inteligencia artificial en sus centros de datos en Corea del Sur. [165] Los FPGA ejecutan la aplicación de reconocimiento automático de voz de SKT para acelerar Nugu, el asistente activado por voz de SKT. [165] [166]
En julio de 2020, Xilinx realizó la última incorporación a su familia Kintex, 'KU19P FPGA', que ofrece más estructura lógica y memoria integrada [167]
La familia Artix-7 ofrece un 50 por ciento menos de energía y un 35 por ciento menos de costo en comparación con la familia Spartan-6 y se basa en la arquitectura unificada de la serie Virtex. La familia Artix está diseñada para abordar los requisitos de rendimiento de bajo consumo y factor de forma pequeño de los equipos de ultrasonido portátiles alimentados por baterías, el control de lentes de cámaras digitales comerciales y los equipos de comunicaciones y aviónica militares. [147] [148] Con la introducción de la familia Spartan-7 en 2017, que carece de transceptores de gran ancho de banda, se aclaró que el Artix-7 era el miembro "transceptor optimizado". [168]
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La familia de SoC Zynq-7000 aborda aplicaciones de sistemas integrados de alta gama, como videovigilancia, asistencia al conductor de automóviles, tecnología inalámbrica de próxima generación y automatización de fábricas. [126] [127] [169] Zynq-7000 integra un sistema completo de 28 nm basado en procesador ARM Cortex-A9 MPCore. La arquitectura Zynq se diferencia de combinaciones anteriores de lógica programable y procesadores integrados al pasar de una plataforma centrada en FPGA a un modelo centrado en procesador. [126] [127] [169] Para los desarrolladores de software, Zynq-7000 aparece igual que un sistema en chip (SOC) basado en procesador ARM estándar y con todas las funciones, que se inicia inmediatamente al encenderse y es capaz de ejecutar una variedad de de sistemas operativos independientemente de la lógica programable. [126] [127] [169] En 2013, Xilinx presentó el Zynq-7100, que integra procesamiento de señales digitales (DSP) para cumplir con los requisitos emergentes de integración de sistemas programables de aplicaciones inalámbricas, de transmisión, médicas y militares. [170]
La nueva familia de productos Zynq-7000 planteó un desafío clave para los diseñadores de sistemas, porque el software de diseño Xilinx ISE no había sido desarrollado para manejar la capacidad y complejidad del diseño con una FPGA con un núcleo ARM. [32] [140] El nuevo Vivado Design Suite de Xilinx abordó este problema, porque el software fue desarrollado para FPGA de mayor capacidad e incluía una funcionalidad de síntesis de alto nivel (HLS) que permite a los ingenieros compilar los coprocesadores a partir de una descripción basada en C. . [32] [140]
La AXIOM , [171] la primera cámara de cine digital del mundo con hardware de código abierto , contiene un Zynq-7000. [172]
La serie Spartan está dirigida a aplicaciones de bajo costo y alto volumen con un consumo de energía reducido, por ejemplo, pantallas , decodificadores , enrutadores inalámbricos y otras aplicaciones. [173]
La familia Spartan-6 está construida sobre una tecnología de proceso de doble óxido de 45 nm, 9 capas metálicas. [150] [174] El Spartan-6 se comercializó en 2009 como una opción de bajo costo para aplicaciones de automoción, comunicaciones inalámbricas, pantallas planas y videovigilancia. [174]
La familia Spartan-7, construida sobre el mismo proceso de 28 nm utilizado en los otros FPGA de la serie 7, se anunció en 2015 [155] y estuvo disponible en 2017. [156] A diferencia de la familia Artix-7 y el "LXT" Como miembros de la familia Spartan-6, los FPGA Spartan-7 carecen de transceptores de gran ancho de banda. [168]
Debido a que los dispositivos EasyPath son idénticos a los FPGA que los clientes ya están usando, las piezas se pueden producir de manera más rápida y confiable desde el momento en que se solicitan en comparación con programas similares de la competencia. [175]
Versal es la arquitectura de 7 nm de Xilinx que apunta a necesidades informáticas heterogéneas en aplicaciones de aceleración de centros de datos, aceleración de inteligencia artificial en el borde , aplicaciones de Internet de las cosas (IoT) y computación integrada .
El programa Everest se centra en la Versal Adaptive Compute Acceleration Platform (ACAP), una categoría de producto que combina una estructura FPGA tradicional con un sistema ARM en un chip y un conjunto de coprocesadores , conectados a través de una red en un chip . [176] El objetivo de Xilinx era reducir las barreras para la adopción de FPGA para cargas de trabajo aceleradas de centros de datos con uso intensivo de computación. [177] Están diseñados para una amplia gama de aplicaciones en los campos de big data y aprendizaje automático , incluida la transcodificación de video, consulta de bases de datos, compresión de datos, búsqueda, inferencia de IA , visión artificial , visión por computadora , vehículos autónomos , genómica , almacenamiento computacional . y aceleración de la red. [176]
El 15 de abril de 2020, se anunció que Xilinx suministraría sus chips Versal a Samsung Electronics para equipos de red 5G. [178] En julio de 2021, Xilinx presentó Versal HBM, que combina la interfaz de red de la plataforma con la memoria HBM2e para aliviar los cuellos de botella de datos. [179]
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