小型、低消J電のFD-SOIによる10万ゲートのFPGAをLatticeが出荷
10万ゲートの中模FPGAながら、パッケージC積が81mm2しかない「CertusPro-NX」をLattice Semiconductorがサンプル出荷を開始した。Samsungの28nm FD-SOI(Fully Depleted Silicon on Insulator)プロセスを使っているため、SRAMベースのFPGAながらソフトエラー率が1/100 FITとかなり小さい。

図1 フォームファクタがとにかく小さいFPGA 出Z:Lattice Semiconductor
XilinxやIntel(旧Altera)がj(lu┛)模を{求するFPGAに瓦靴董⊂中模のFPGAでM負するLatticeは、これまでのコンペティタの提供するよりも圧倒的に小さい(図1)を出した。FPGAはハードウエアで組むロジックをやたらとj(lu┛)きくするにはもはや無理が出てきている。XilinxやIntelはj(lu┛)模化に瓦靴董FPGAv路を集積しながらCPUやメモリも搭載してソフトウエアでカスタマイズする霾とハードウエアでカスタマイズするFPGAの両(sh┫)を集積したSoCを提供してきている。
これに瓦靴Latticeは、FPGAを中心としながらもホストCPUへのつなぎとなる広帯域幅インターフェイスのSERDES(直`並`変換)専v路を集積し、10GbpsのPCIeをサポートしている(図2)。SERDESは、マルチプロトコルをプログラムできるようになっている。システムの高]化をмqするためにLPDDR4をサポートする高]のプログラマブルI/Oも集積している。さらにプログラマブルなロジック霾には最j(lu┛)7.3MビットのSRAMを集積し、レイテンシの](m└i)いデータ処理、にAI処理を可Δ箸靴討い襦
図2 50k〜100kのロジックセルに加えて、ホストとの通信に10GbpsのPCIeに加え、エッジ処理向けの高]I/O、さらにAI処理のDSPとEBRバッファメモリ、最j(lu┛)7.3Mビットメモリを集積している 出Z:Lattice Semiconductor
また、O動Zや噞、通信インフラ向けなどミッションクリティカルな応に向け、アルファ線によるソフトエラー率(SER)を調べた。アルファ線をFPGAデバイスに2時間照o(j━)しけ、そのSERを合他社2社と共にテストした。合2社は、ソフトエラーをしたv数は290v、107vと共に100vをえたが、Latticeの新はゼロであった。(g┛u)なるテストによって、Latticeは1/100 FITという低いSERを求めている。このFIT(Failure in Time)という数C(j┤)は、10の9乗(10億)の・時間当たりの故障率を表す単位で、例えば1000個を100万時間テストして不良が1個出る場合を1FITと定Iしている。
LatticeのSRAMベースのFPGAのアルファ線による故障率が低いのは、SOI\術を使ったためである。FinFETだとバルクを使うため、電圧による空層が(sh┫)向に出来る。このため、放o(j━)線などによる電子-孔瓦擇泙譴謄咼奪犯薪召こす可性が高いが、SOIは下地が┣祝譴覆里廼層は広がらず、電子-孔瓦発擇垢覯性は低い。SERが低いことは、FD-SOIの最j(lu┛)のメリットともいえる。
機Δ箸靴討蓮AIに最適化したアーキテクチャを揃えた(図3)。MAC演Q専のDSPブロックに加え、バッファメモリEBR(Embedded Block RAM)と、最j(lu┛)7.3Mビットのj(lu┛)容量メモリを?y┐n)△┐討り、機械学{やディープラーニング処理を行うのに向いている。さらに外陲僚j(lu┛)容量高]メモリLPDDR4をサポートするプログラム可Δ淵ぅ鵐拭璽侫Дぅ垢鮴澆韻拭
図3 AIなどエッジ処理に適したアーキテクチャで高]・低消J電を狙う 出Z:Lattice Semiconductor
応として、屋外の通信基地局やO動Z、工業、防ナなどを[定しており、-40〜+125°Cの使a(b┳)度J(r┬n)囲に官する。これらを[定して、AIやマシンビジョン、O動Zなどの応を膿覆垢襪燭瓠Q|のソフトウエアスタックもTしている。AIにはSensAIソフトウエアスタックでAIソリューションの実△膿覆垢襦マシンビジョンやO動運転Zに向けたADAS、ビデオ監などにはmVisionソフトウエアスタックを揃えている。そして、Industry 4.0やO動化のためのソフトウエアツールAutomateを使って、予(m┬ng)保機Δ?y┐n)△┐織泪襯船船礇鵐優襯癲璽U(ku┛)御やインテリジェントな噞システムを構築しやすくしているという。