Xilinx, Inc. ( / ˈz· aɪ · l ·ɪ· ŋ · ks / ZY -links ) fue una empresa estadounidense de tecnología y semiconductores que suministraba principalmente dispositivos lógicos programables . La empresa es famosa por inventar la primera matriz de puertas programables en campo (FPGA) comercialmente viable . También fue pionera en 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 empresa salió a bolsa en el Nasdaq en 1990. [7] [8] En octubre de 2020, AMD anunció su adquisición de Xilinx, que se completó el 14 de febrero de 2022, a través de una transacción totalmente en acciones valorada en aproximadamente 60 mil millones de dólares. [9] [10] Xilinx siguió siendo una subsidiaria de propiedad absoluta de AMD hasta que la marca se eliminó gradualmente en junio de 2023, y las líneas de productos de Xilinx ahora llevan la marca AMD. [11]
Xilinx fue fundada en Silicon Valley en 1984 y tiene su sede en San José , Estados Unidos. La empresa también tiene oficinas en Longmont , Estados Unidos; Dublín , Irlanda; Singapur ; Hyderabad , India; Pekín , China; Shanghái , China; Brisbane , Australia, Tokio , Japón y Ereván , Armenia. [12] [13]
Según Bill Carter, exdirector de tecnología y actual [ ¿cuándo? ] miembro de Xilinx, la elección del nombre Xilinx hace referencia 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 requerida ]
Xilinx vendió una amplia gama de matrices de puertas programables en campo (FPGAs), y dispositivos lógicos programables complejos (CPLDs), herramientas de diseño, propiedad intelectual y diseños de referencia. [16] Los clientes de Xilinx representan un poco más de la mitad de todo el mercado de lógica programable, con un 51%. [16] [5] [17] Altera (ahora subsidiaria de Intel ) es el competidor más fuerte de Xilinx con un 34% del mercado. Otros actores clave en este mercado son Actel (ahora subsidiaria de Microsemi ) y Lattice Semiconductor . [6]
Ross Freeman , Bernard Vonderschmitt y James V Barnett II —todos ellos 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, lo que permitiría a los usuarios programar la tecnología por sí 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 era bastante descabellada", dijo Bill Carter, miembro de Xilinx, contratado en 1984 para diseñar circuitos integrados como el octavo empleado de Xilinx. [15]
En aquella época era más rentable fabricar circuitos genéricos en grandes volúmenes [12] que circuitos especializados para mercados específicos. [12] Los FPGA prometían hacer rentables los circuitos especializados.
Freeman no pudo convencer a Zilog de que invirtiera en FPGA para perseguir un mercado que se estimaba en 100 millones de dólares, [12] por lo que él y Barnett se marcharon para asociarse con Vonderschmitt, un ex colega. Juntos, consiguieron 4,5 millones de dólares en financiación de riesgo para diseñar el primer FPGA comercialmente viable. [12] Constituyeron 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 compañía crecieron cada año, de 30 millones de dólares a 100 millones de dólares. [12] Durante este tiempo, Monolithic Memories Inc. (MMI), la compañía que había estado proporcionando financiación a Xilinx, fue comprada por AMD . [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]
A mediados de los años 1990 surgieron otros fabricantes de FPGA. [12] En 1995, la empresa alcanzó los 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 $2.53 mil millones 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, presentó plataformas de diseño específicas que combinan FPGAs con software , núcleos IP, placas y kits para abordar aplicaciones objetivo enfocadas. [24] Estas plataformas brindan una alternativa a los costosos circuitos integrados específicos de la aplicación ( ASIC ) y productos estándar específicos de la aplicación (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 empresa presentó el Virtex-7 2000T, el primer producto basado en silicio apilado 2.5D (basado en tecnología de interposición de silicio ) para ofrecer FPGAs más grandes que los que se podrían construir utilizando silicio monolítico estándar. [14] Luego, Xilinx adaptó la tecnología para combinar componentes anteriormente separados en un solo chip, primero combinando un 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 un FPGA , son parte del cambio de su posición de proveedor de dispositivos lógicos programables a uno que ofrece "todas las cosas programables". [30]
Además de Zynq-7000, las líneas de productos de 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 empresa presentó Vivado Design Suite , un entorno de diseño de última generación con resistencia SoC para diseños de sistemas electrónicos avanzados. [32] En mayo de 2014, la empresa envió el primero de los FPGA de última generación: el UltraScale de 20 nm . [33]
En septiembre de 2017, Amazon y Xilinx iniciaron una campaña para la adopción de FPGA. Esta campaña permite 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 administran 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 FPGAs 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 video de alta eficiencia (HEVC). [38] La combinación permite la transmisión de video con la misma calidad visual que con las GPU, pero con una tasa de bits entre un 35% y un 45% menor. [39]
En noviembre de 2018, la familia de sistemas multiprocesadores en chips Zynq UltraScale+ de la empresa recibió la certificación de 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 supervisa 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 y abarcaban 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 el Alveo U280. [53] La línea inicial Alveo incluía el U200 y el U250, que presentaban FPGAs UltraScale+ Virtex de 16 nm y DDR4 SDRAM . [54] Esas dos tarjetas se lanzaron en octubre de 2018 en el Foro de desarrolladores de Xilinx. [55] En el foro, Victor Peng, director ejecutivo de diseño de semiconductores en Xilinx, y Mark Papermaster , director de tecnología 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 perfil bajo con soporte PCIe Gen4. [58] [59] La tarjeta aceleradora U55C se lanzó en noviembre de 2021, diseñada para HPCC y cargas de trabajo de big data al incorporar la solución de agrupamiento basada en RoCE v2 , lo que permite integrar el agrupamiento de HPCC basado 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 DMCA a un YouTuber de EE alegando infracción de marca registrada por presentar el logotipo de Xilinx junto al de Altera en un video 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 de computación de aceleración de borde , EdgeBoard, estaba impulsado por Xilinx. [64] [65] Edgeboard es parte de la Iniciativa de Plataforma de Hardware de IA Baidu Brain, que abarca los servicios de computación abierta de Baidu y los productos de hardware y software para sus aplicaciones de IA de borde . [66] Edgeboard se basa en Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC, que utiliza procesadores en tiempo real junto con lógica programable. [67] [68] Edgeboard basado en Xilinx se puede utilizar para desarrollar productos como soluciones de vigilancia de seguridad con video 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 de RF en chip (RFSoC) Zynq UltraScale+. [71] El dispositivo cubre todo el espectro sub-6 GHz, que es necesario para 5G , y las actualizaciones incluyeron: una interfaz de ondas milimétricas extendida, hasta un 20% de reducción de energía en el subsistema del convertidor de datos de RF en comparación con la cartera base y soporte de 5G New Radio . [72] El lanzamiento de segunda generación cubrió hasta 5 GHz, mientras que la tercera llegó hasta 6 GHz. [73] A febrero, la cartera era la única plataforma de radio adaptable de un solo chip que había sido diseñada para abordar las necesidades de la 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 compañías desarrollaron e implementaron productos 5G Massive Multiple-input, Multiple-output (m-MIMO) y de ondas milimétricas (mmWave) utilizando la plataforma UltraScale+ de Xilinx. [75] Las capacidades son esenciales para la comercialización de 5G. [76] Las compañías también anunciaron la colaboración en los productos de la plataforma de aceleración de cómputo adaptable (ACAP) Versal de Xilinx que brindarán servicios 5G. [77] En febrero de 2019, Xilinx presentó un núcleo de subsistema IP HDMI 2.1, que permitió que los dispositivos de la compañía transmitieran, recibieran y procesaran 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 firmó 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 de 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 empresa agregaría el FPGA más grande del mundo, el 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 estaba enviando sus primeros chips Versal. [88] Usando 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 de software libre y de código abierto unificada 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 de dólares 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% de los ingresos; los sectores industrial, aeroespacial y de defensa representaron el 27%; los sectores de centros de datos y pruebas, 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 imágenes de cámara en su sistema de asistencia al conductor . [98] En septiembre de 2020, Xilinx anunció su nuevo chipset , la tarjeta T1 Telco Accelerator, que se puede utilizar para unidades que funcionan 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 35.000 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, todos los productos de Xilinx llevan la marca compartida AMD Xilinx ; a partir de junio de 2023, todos los productos de Xilinx se están consolidando ahora bajo la marca de AMD.
En diciembre de 2020, Xilinx anunció que estaba adquiriendo los activos de Falcon Computing Systems para mejorar la plataforma gratuita y de código abierto Vitis, un software de diseño para motores de procesamiento adaptables que permite 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 empresa presentó la cartera Kria, una línea de sistemas en módulos (SOM) de formato pequeño que vienen con una pila de software preconstruida para simplificar el desarrollo. [105] En junio, Xilinx anunció que estaba adquiriendo el desarrollador de software alemán Silexica, por una cantidad no revelada. [106]
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Xilinx diseña y desarrolla productos de lógica programable, incluidos circuitos integrados (CI), herramientas de diseño de software, funciones de sistema predefinidas entregadas como núcleos de propiedad intelectual (PI), servicios de diseño, capacitación de clientes, ingeniería de campo y soporte técnico. [16] Xilinx vende tanto FPGA como CPLD para fabricantes de equipos electrónicos en mercados finales como comunicaciones , industrial, consumo , automotriz y procesamiento de datos . [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113]
Los FPGAs de Xilinx se han utilizado para el 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 ha participado en una asociación con la Dirección de Vehículos Espaciales del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos para desarrollar FPGAs que resistan 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 implementación en nuevos satélites. [115] Los FPGAs de 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 FPGAs Virtex-II Pro, Virtex-4, Virtex-5 y Virtex-6, que incluyen hasta dos núcleos 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 específicos de dominio ( procesamiento de señales digitales , núcleos FFT y FIR ) hasta sistemas complejos (núcleos de redes multigigabit, el microprocesador suave MicroBlaze y el microcontrolador compacto Picoblaze ). [16] Xilinx también crea núcleos personalizados por una tarifa. [ cita requerida ]
El principal conjunto de herramientas de diseño que Xilinx ofrece a los ingenieros es Vivado Design Suite , un entorno de diseño integrado (IDE) con herramientas de nivel de sistema a circuito integrado construidas sobre un modelo de datos escalable compartido y un entorno de depuración común. Vivado incluye herramientas de diseño de nivel de sistema electrónico (ESL) para sintetizar y verificar IP algorítmico basado en C; empaquetado basado en estándares de IP algorítmico 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 ofrece a los diseñadores una versión limitada del entorno de diseño. [120]
El kit de desarrollo integrado (EDK) de Xilinx es compatible con los núcleos integrados PowerPC 405 y 440 (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 DSP en FPGAs de Xilinx. Una versión gratuita de su software EDA llamada ISE WebPACK se utiliza con algunos de sus chips que no son de alto rendimiento. Xilinx es el único proveedor de FPGA (a fecha de 2007) que distribuye una cadena de herramientas de síntesis gratuita nativa de Linux. [121]
Xilinx anunció la arquitectura para 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 un FPGA. [122] [123] La nueva arquitectura abstrae gran parte de la carga del hardware del punto de vista de los desarrolladores de software integrado , lo que les da un nivel de control sin precedentes en el proceso de desarrollo. [124] [125] [122] [123] Con esta plataforma, los desarrolladores de software pueden aprovechar su código de sistema existente basado en tecnología ARM y utilizar vastas bibliotecas de componentes de software de código abierto y disponibles comercialmente. [124] [125] [122] [123] Debido a que el sistema arranca un SO al reiniciarse, el desarrollo de software puede comenzar rápidamente dentro de entornos de desarrollo y depuración familiares utilizando herramientas como la suite de desarrollo RealView de ARM y herramientas de terceros relacionadas, IDE basados en Eclipse, GNU, el kit de desarrollo de software de Xilinx y otros. [124] [125] [122] [123] A principios de 2011, Xilinx comenzó a distribuir la plataforma SoC Zynq-7000 que sumerge núcleos múltiples ARM, tejido lógico programable, rutas de datos DSP, memorias y funciones de E/S en una malla densa y configurable 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 defensa, y tecnología inalámbrica de próxima generación. [124] [125] [122] [123]
Tras la introducción de sus FPGAs de la 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 paquete, empleando tecnología desarrollada para la construcción 3D y ensamblajes de matrices apiladas. [128] [129] La tecnología de interconexión de silicio apilado (SSI) de la empresa apila varias (tres o cuatro) matrices FPGA activas una al lado de la otra en un interpositor de silicio , una sola pieza de silicio que lleva la interconexión pasiva. Las matrices FPGA individuales son convencionales y están montadas en chip invertido mediante microprotuberancias sobre el interpositor. El interpositor proporciona interconexión directa entre las matrices 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 utiliza la nueva tecnología, el FPGA Virtex-7 2000T, que incluye 6.8 mil 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 transceptores de 28 Gbit/s y setenta y dos de 13,1 Gbit/s para reducir los requisitos de potencia y tamaño para las aplicaciones y funciones clave de las 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 incorporación de las herramientas AutoESL amplió la comunidad de diseño de FPGA a diseñadores más acostumbrados a diseñar a 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, llamada Vivado Design Suite . Este software de diseño centrado en sistemas e IP es compatible con dispositivos de alta capacidad más nuevos 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 en 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 por FPGA para transmisión de video , juegos en la nube y servicios de realidad mixta en la nube . Los codificadores de video 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 Clúster de Computación Adaptativa (XACC) en la ETH de Zúrich, en Suiza. [143] Los XACC proporcionan infraestructura y financiación para apoyar la investigación en aceleración de computación adaptativa para computación 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 en 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 alto volumen, con una opción EasyPath más económica para aumentar la producción en serie. [31] La empresa también ofrece dos líneas CPLD : la serie 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 los 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 de 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 del sistema, el rendimiento, la capacidad y el precio. 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 potencia del 50 por ciento en comparación con los dispositivos de 40 nm de la empresa 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 un 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: las familias Virtex UltraScale y Kintex UltraScale. Estas nuevas familias de FPGA son fabricadas por TSMC en su proceso planar de 20 nm. [157] Al mismo tiempo, anunció una arquitectura de SoC UltraScale, llamada Zynq UltraScale+ MPSoC , en el proceso FinFET de 16 nm de TSMC. [158]
En marzo de 2021, Xilinx anunció una nueva cartera de productos de costos optimizados con dispositivos Artix y Zynq UltraScale+, fabricados con el proceso de 16 nm de TSMC. [159]
La serie Virtex de FPGAs tiene características integradas que incluyen lógica FIFO y ECC, bloques DSP, controladores PCI-Express , bloques MAC Ethernet y transceptores de alta velocidad. Además de la lógica FPGA, la serie Virtex incluye hardware de función fija integrado para funciones de uso común, como multiplicadores, memorias, transceptores en serie y núcleos de microprocesador. [160] Estas capacidades se utilizan en aplicaciones como equipos de infraestructura cableados e inalámbricos, equipos médicos avanzados, sistemas de prueba y medición y de defensa. [161]
La familia Virtex 7 se basa en un diseño de 28 nm y se informa que ofrece una mejora del rendimiento del sistema del doble 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 memoria en comparación con los 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 almohadilla de interconexión de silicio especial (llamada interposer ) para entregar 6.8 mil millones de transistores en un solo 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 solo FPGA. [131] [132] [133] En 2012, utilizando la misma tecnología 3D, Xilinx presentó los envíos iniciales de su FPGA Virtex-7 H580T, un dispositivo heterogéneo, llamado así porque comprende dos matrices FPGA y una matriz transceptora de 28 Gbit/s de 8 canales en el mismo paquete. [30]
La familia Virtex-6 está construida sobre 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 mejorado en comparación con los FPGAs de 40 nm de la competencia. [162]
El Virtex-5 LX y el LXT están pensados para aplicaciones con uso intensivo de la lógica, y el Virtex-5 SXT está pensado 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 SoC, el porcentaje de rutas combinacionales que requieren múltiples LUT de cuatro entradas se había convertido en un cuello de botella de rendimiento y enrutamiento. La LUT de seis entradas representaba 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 en 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 recomiendan para su uso en nuevos diseños.
La familia Kintex-7 es la primera familia de FPGA de gama media de Xilinx que, según la empresa, ofrece el rendimiento de la familia Virtex-6 a menos de la mitad del precio y con un consumo de energía un 50 por ciento menor. La familia Kintex incluye conectividad serial de alto rendimiento de 12,5 Gbit/s o de 6,5 Gbit/s optimizada de menor costo, memoria y rendimiento lógico requerido para aplicaciones como equipos de comunicación por cable óptico de 10G de alto volumen , y proporciona un equilibrio entre 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 FPGAs Xilinx Kintex UltraScale como sus aceleradores de inteligencia artificial en sus centros de datos en Corea del Sur. [165] Los FPGAs 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 potencia y un 35 por ciento menos de coste 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 formato pequeño y rendimiento de bajo consumo de los equipos de ultrasonidos portátiles alimentados por batería , el control de lentes de cámaras digitales comerciales y los equipos de comunicaciones y aviónica militar . [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 "optimizado para transceptores". [168]
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La familia Zynq-7000 de SoCs 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 difiere de las uniones anteriores de lógica programable y procesadores integrados al pasar de una plataforma centrada en FPGA a un modelo centrado en el procesador. [126] [127] [169] Para los desarrolladores de software, Zynq-7000 parece lo mismo 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 sistemas operativos independientemente de la lógica programable. [126] [127] [169] En 2013, Xilinx presentó el Zynq-7100, que integra procesamiento de señal digital (DSP) para satisfacer 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 ISE de Xilinx no había sido desarrollado para manejar la capacidad y complejidad del diseño con un FPGA con un núcleo ARM. [32] [140] La nueva Vivado Design Suite de Xilinx abordó este problema, porque el software fue desarrollado para FPGAs 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 que funciona con hardware de código abierto , contiene un Zynq-7000. [172]
La serie Spartan está dirigida a aplicaciones de bajo costo y gran volumen con un consumo reducido de energía, por ejemplo, pantallas , decodificadores , enrutadores inalámbricos y otras aplicaciones. [173]
La familia Spartan-6 está construida sobre una tecnología de proceso de óxido dual de 9 capas de metal y 45 nm. [150] [174] El Spartan-6 se comercializó en 2009 como una opción de bajo costo para aplicaciones automotrices, 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 los miembros "LXT" de la familia Spartan-6, los FPGA Spartan-7 carecen de transceptores de alto 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 más rápido y de manera más 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 las necesidades de computación heterogénea en aplicaciones de aceleración de centros de datos, en aceleración de inteligencia artificial en el borde , aplicaciones de Internet de las cosas (IoT) y computación integrada .
El programa Everest se centra en la Plataforma de Aceleración Computacional Adaptativa Versal (ACAP), una categoría de producto que combina una estructura FPGA tradicional con un sistema ARM en 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 recursos informáticos. [177] Están diseñados para una amplia gama de aplicaciones en los campos de big data y aprendizaje automático , incluida la transcodificación de video, consultas de bases de datos, compresión de datos, búsqueda, inferencia de IA , visión artificial , visión por computadora , vehículos autónomos , genómica , almacenamiento computacional y aceleración de red. [176]
El 15 de abril de 2020, se anunció que Xilinx suministraría sus chips Versal a Samsung Electronics para equipos de redes 5G. [178] En julio de 2021, Xilinx presentó el 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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