FPGA의 성능이 ASIC을 넘본다

‘울트라스케일’ 아키텍처 ASIC 클래스의 성능 제공 … 자일링스

자일링스가 FPGA의 역사를 새롭게 쓰고 있다. 자일링스가 28nm에서 시작된 혁신을 승계한 20nm ‘울트라스케일(UltraSCALE)’ 디바이스를 발표한 것. 이 디바이스에 적용된 울트라스케일 아키텍처는 까다로운 성능을 요구하는 차새대 애플리케이션에서 ASIC 클래스 시스템 레벨 성능을 발휘한다. 향후 자일링스는 ASIC 사용자들의 시선을 FPGA로 돌릴 수 있을 것이라 기대하고 있다.

하얀 설원에 발자취를 남기듯, 최근 자일링스의 행보는 FPGA 역사에 첫 번째 성과로 기록되고 있다. FPGA 업체로서 28nm 공정에 첫 등반에 성공한 자일링스는 현재 신기술인 20nm 공정까지 정복했다.

자일링스 전세계 품질·신제품 출시 담당 수석부사장이자 아·태 임원 리더인 빈센트 통(Vincent Tong)은 “업계 최초 28nm 개발 완료, All 프로그래머블 SoC, All 프로그래머블 3D IC, SoC 강도 디자인 수트 발표 등 자일링스는 연이어 앞선 기술을 시장에 출시하고 있다”고 설명하며, “지난 1년 동안 자일링스는 FPGA 시장에서 60~65% 점유율을 달성했고 이런 추세는 이번 발표로 더욱 강화될 것으로 기대한다”고 덧붙였다.

또한 그는 “자일링스는 반도체 업계 최초 20nm 디바이스와 PLD 업계 최초로 20nm All 프로그래머블 디바이스와 더불어 ASIC 클래스 프로그래머블 아키텍처인 울트라스케일(UltraScale)까지 개발을 완료했다”고 밝히며, “TSMC의 기술과 울트라스케일 아키텍처, 비바도 디자인 수트와의 최적화를 통해 자일링스는 경쟁사보다 1년 이상 앞선 기술력으로 1.5~2배 이상의 신뢰성 있는 시스템 레벨 성능과 통합을 제공한다”고 설명했다.

자일링스가 새롭게 발표한 ASIC 클래스의 성능을 제공하는 프로그래머블 아키텍처인 ‘울트라스케일 아키텍처’는 20nm 평면부터 16nm 핀펫(FinFET) 이후까지, 모놀리식부터 3D IC에 이르는 단계까지 확장될 수 있도록 개발되었다. 이 아키텍처는 총 시스템 스루풋과 레이턴시의 확장에 가해지는 한계들을 처리할 뿐 아니라 고급 노드에서의 시스템 성능에 제일 중요한 병목현상인 인터커넥트도 처리하고 있다.

이 아키텍처는 라우팅, ASIC과 유사한 클로킹 분포, 증가된 CLB 로직, 컨트롤 세트 역량, 크리티컬 경로의 최적화 등에서의 진화를 자랑한다.

이러한 개선사항들을 통해 더 높은 성능의 디자인에서 요구하는 대량 데이터 흐름, I/O 대역폭, 실시간 패킷, DSP, 이미지 프로세싱 등을 처리할 수 있다. 울트라스케일 아키텍처의 혁신은 비바도 디자인 수트와 더불어 성능의 저하 없이 90% 이상의 활용도를 실현시킨다.

울트라스케일 디바이스는 기존 28nm 프로세스 기술 기반의 버텍스 및 킨텍스 FPGA와 3D IC 제품군을 더욱 확장하고, 향후 Zynq 울트라스케일 All 프로그래머블 SoC의 초석이 될 예정이다.

빈센트 통 수석부사장은 “28nm 디바이스의 등장으로 약 40% 고개들이 ASIC 디자인을 28nm FPGA로 대체하고 있으며, 이 현상은 특히 통신기업들에서 두드러지게 나타나고 있다”고 설명하며, “한국에서도 삼성, LG 등에서 최신 OLED TV에 시제품인 KINTEX 시리즈를 활용하는 등 28nm 디바이스의 비즈니스가 성공적인 성과를 달성하고 있다”고 덧붙였다.