Suorituskykyisin ja energiatehokkain tapa toteuttaa laskentaa on aina ollut ASIC-piiri, joka on räätälöity nimenomaan haluttuun prosessointiin. Sulautettavien FPGA-lohkojen kehittäjä Achronix tuo nyt tarjolle tekniikan, joka käytännössä tuo ASIC-tasoisen tehokkuuden järjestemäpiirin sisälle.
Järjestelmäpiireissä on siirrytty CPU-pohjaisista ratkaisuista - joissa eri toimintoja toteutetaan softalla – hybriridipiireihin, joissa moni dedikoitua laskentaa vaativa toiminto tehdäänkin esimerkiksi grafiikkaprosessorilla. Tämä sopii esimerkiksi DSP-intensiiviseen kuvantunnistukseen.
Nyt tämä kehitys ottaa askeleen eteenpäin sulautetun FPGA-tekniikan muodossa. Achronixin räätälöitävät SpeedCore-lohkot mahdollistavat erittäin energiatehokkaan tavan toteuttaa monia toimintoja järjestelmäpiireillä. – Kyse on oikeastaan kustomoidusta kiihdytyksestä, sanoo Achronixin toimitusjohtaja Robert Blake.
- Hyödyt ovat merkittävät. Järjestelmäpiirin koko pienenee, tehonkulutus kutistuu ja suorituskyky kasvaa, Blake kehuu.
Näin on uusien piiritekniikoiden kohdalla hehkutettu aina, mutta onko väitteille katetta? Blaken esimerkissä merkkijonohaku (string search) vie 64-bittisessä CPu-arkkitehtuurissa yhdeksän kellojaksoa prosessorin työaikaa. Mikäli sama haku tehdään kovakoodatulla lohkolla piirin sisällä, haku tapahtuu yhden kellojakson aikana.
Edut käyvät hyvin ilmi vertailussa tavalliseen, FPGA-erillispiiriin. 50 prosenttia piialasta säästyy jo sillä, että FPGA-matriisin sisällä ei tarvitse johdottaa uuteen kovakoodattuun lohkoon. Kun toiminto toteutetaan eFPGA-piirinä, se vie piillä tilaa vain kuudesosan. Käytännössä esimerkiksi objektintunnistustoiminto vie FPGA-matriisilla tilaa 11,9 neliömilliä. SpeedCore-lohkolla tilaa säästyy 35 prosenttia.
SpeedCore-lohkon räätälöinti onnistuu Achronixin ACE-työkaluilla. Koodaaminen tehdään yhdessä asiakkaan kanssa. – Asiakas tietää parhaiten, miten jonkun toiminnon räätälöiminen omassa sovelluksessa kannattaa tehdä.
Tällä hetkellä Achronix saa jyllätä aika vapaasti sulautettujen eli eFPGA-piirien alueella. Isoja FPGA-valmistajia kuten Xilinxia ja Alteraa tämä IP-markkina ei ole vielä kiinnostanut. – Ne haluavat myydä piirejä, eivät IP:tä, Robert Blake perustelee.
Saksalaislähtöinen Ubitium on kehittänyt innovatiivisen prosessoriarkkitehtuurin, joka yhdistää eri suorittimien (CPU, GPU, DSP, FPGA) toiminnot yhteen siruun. Yrityksen mukaan tämä uusi RISC-V-arkkitehtuuriin perustuva ratkaisu mullistaa yli 50 vuotta vanhan suorittimien suunnittelun.
Moni uusi sähköauton omistaja kokee toimintasädeahdistusta. Tätä ongelmaa autonvalmistajat voivat helpottaa siirtymällä piipohjaista IGBT-piireissä piikarbidiopohjaisiin siruihin. auton vetoinvertterissä.
