Altera מפתיעה עם טכנולוגיית אספקת כוח לרכיבי FPGA
25 אוקטובר, 2013
בפעם הראשונה בתולדותיה נכנסת חברת Altera לתחום של אספקת הכוח, המצוייה מחוץ לרכיבי ה-FPGA. "בעיית האספקת הכוח לרכיבים מיתכנתים אינה פשוטה וגורמת קשיים רבים ללקוחות"
דיווידסון: רכיבי ההספק ייוצרו בעתיד על-ידי חברת אינטל בתהליך של 28 ננומטר
חברת Altera ביצעה החודש הכרזה מפתיעה: יצרנית רכיבי ה-FPGA הכריזה על תוכניות ייחוס עבור רכיבי אספקת כוח חדשים שהיא מספקת. בפעם הראשונה בתולדותיה שהחברה נכנסת לתחום אספקת הכוח, המצוייה מחוץ לרכיבי ה-FPGA.
למעשה, היא פירסמה תוכניות ייחוס (Reference Design) עבור רכיבים המיוצרים בטכנולוגיה של חברת Enpirion שאותה היא רכשה לפני כחמישה חודשים, והפה אותה לחטיבתה-DC-DC. בביקור של Techtime בהנהלת חברת אלטרה בסן חוזה, קליפורניה, במסגרת פרוייקט EuroasiaPRESS, פיזר מנהל שיווק חטיבת ה-DC-DC, מרק דיווידסון, חלק מהתמיהות על ההכרזה האחרונה.
נקודת הכשל הראשונה
דיווידסון: "בעיית אספקת הכוח לרכיבי FPGA אינה פשוטה וגורמת קשיים רבים ללקוחות. לכל בלוק ברכיב המיתכנת יש דרישות הספק שונות ופרופילי עבודה שונים. ספק הכוח הוא בדרך-כלל נקודת הכשל הראשונה במערכות אלקטרוניות. הקטנת הפסד האנרגיה מפחיתה את ההתמחממות וחוסכת מאמצי קירור. צריך לזכור שלעתים הלקוחות מפחיתים את מהירות עבודת המערכת מכיוון שהמעגל מתחמם יותר מדי. לכן החלטנו להיכנס לתחום הזה, כדי להבטיח סביבת עבודה טובה יותר לרכיבים שלנו".
תכנוני הייחוס הראשונים מיועדים לשימוש ברכיבי ה-SoC המיתכנתים ממשפחת Cyclone V, המיוצרים בתהליך של 28 ננומטר. רכיבי ה-SoC של Altera הינם רכיבי FPGA מיתכנתים הכוללים גם מעבד Cortex-A9 בעל שתי ליבות של חברת ARM, ואת ערוץ התקשורת הפנימית המקשר בין ה-FPGA וה-CPU. משפחת Cyclone V כוללת גם קניין רוחני (IP) שהוטמע בתוך הרכיב, דוגמת בקרים לזיכרונות DDR2, LPDDR2 ו-DDR3 SDRAM, ממשקי PCI Express® Gen2 ומעבד אותות (DSP).
לפני סוף השנה, אלטרה תספק תכנוני ייחוס נוספים לשימוש ברכיבי Stratix V, Arria V ורכיבי FPGA ממשפחת Cyclone V GX/SX.
תכנוני הייחוס מבוססים על טכנולוגיית PowerSoC של חברת Enpirion המספקים מעגל המרת כוח מסוג DC-DC. היתרון העיקרי של ספקי הכוח החדשים נעוץ בכך שהחברה פיתחה טכנולוגיה המאפשרת מיתוג בתדר גבוה, שימוש בטרנזיסטורי FET והפחתת מספר הקבלים והקטנת גודלם. להערכת החברה, הספקים החדשים מקטינים את שטח ספק הכוח לרכיבי FPGA בכ-50% ומשפרים את יעילות ההספק של הם בכ-35%.
דיווידסון: "שילבנו את הידע שלנו על בעיות אספקת הכוח לרכיבי FPGA ביחד עם הטכנולוגיה של אינפיריון, הכוללת מיתוג בתדר גבוה, מארזים מיוחדים והנדסה חכמה בתחום המגנטים. התוצאה היתה ספק כוח שהוא גם קטן יותר וגם יעיל יותר. זו תוצאה מפתיעה משום שבתחום אספקת הכוח יש קשר ישר בין גודל ויעילות".
אינטל תייצר את הרכיבים
לדבריו, אחת מההצלחות הגדולות בפרוייקט היתה היכולת להקטין את מספר קבלי הטנטלום ב-SoC מעשרה קבלים לחמישה בלד, ולהקטין את גודל הקבלים שנותרו. "קבלי טנטלום הם קשים לייצור, ליישום ואחת מהבעיות הגדולות איתם היא שהם נוטים להידלק".
ההכרזה מחזקת את שיתוף הפעולה בין אלטרה לבין אינטל שהחל בפברואר השנה, כאשר שתי החברות סיכמו שהדורות החדשים של רכיבי אלטרה, ייוצרו על-ידי אינטל בתהליך של 14 ננומטר המבוסס על טרנזיסטורי FinFET מסוג Tri-Gate. לדברי מרק דיווידסון, מנהל שיווק חטיבת ה-DC-DC, רכיבי ההספק החדשים ייוצרו על-ידי חברת אינטל בתהליך של 28 ננומטר. "בהמשך הרבעון נספק פרטים נוספים על הרכיב שייוצר על-ידי אינטל".
"על-פי תוכנית הייחוס שאנחנו מספקים, מסביב לרכיב ה-FPGA יהיו על המעגל המודפס מספר רכיבי אספקת כוח בהתאם לצורך של הרכיב. כך למשל, ב-Cyclone V יהיו 5-6 רכיבים, וברכיבים ממשפחת Stratix יהיו כ-10 רכיבים.
אז היכן החיסכון?
דיווידסון: "אנחנו לא מוסיפים ספקי כוח ל-FPGA, אלא מחליפם את הספקים הקיימים ומקטינים את מספרם. בהמשך אנחנו מתכננים להמשיך ולפתח אותם כדי לבצע התאמות משוכללות יותר לרכיבים המיתכנתים. עבור רכיבי ה-FPGA הגדולים, כמו Stratix למשל, יהיו בעתיד ספקי כוח בעלי מנגנון בקרה מורכב יותר ותקשורת בין ה-FPGA לבין ספק הכוח".
פורסם בקטגוריות: FPGA , חדשות , סמיקונדקטורס , רכיבים
כתבות נוספות העשויות לעניין אותך
