智能邊緣以及IoT應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)與日俱增。首先，越來越多的應(yīng)用都希望在本地進(jìn)行AI分析，對于更高性能的嵌入式器件提出了要求；第二，不斷增加的傳感器數(shù)據(jù)、DSP計算、網(wǎng)絡(luò)帶寬，都需要更高的吞吐量；第三，多數(shù)設(shè)備在電池供電的情況下，需要更高的功率效率；第四，不只是消費IoT領(lǐng)域，工業(yè)和醫(yī)療IoT市場競爭加劇，成本優(yōu)化的壓力與日俱增；第五，在手持設(shè)備、靈活部署與安裝的需求之下，邊緣和終端微型化正滲透各個市場。

直面五大全新挑戰(zhàn)，賽靈思（Xilinx）宣布擴展其 UltraScale+產(chǎn)品組合，推出新款Zynq UltraScale+ SoC和Artix UltraScale+FPGA系列，前者專門針對功耗與成本優(yōu)化，后者可支持高 I/O 帶寬和 DSP 計算優(yōu)化。兩款最新產(chǎn)品均基于16nm技術(shù)，采用臺積電 InFO（Integrated Fan Out，集成扇出）封裝技術(shù)，可通過緊湊的封裝提供高計算密度、更高的性能功耗比以及可擴展性。

據(jù)Xilinx工業(yè)、視覺、醫(yī)療及科學(xué)（ISM）市場總監(jiān)Chetan Khona介紹，Xilinx全新產(chǎn)品外形尺寸較傳統(tǒng)芯片封裝縮小了70%，能夠滿足工業(yè)、視覺、醫(yī)療、廣播、消費、汽車和互聯(lián)市場等更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。

16nm UltraScale+擴充SoC和FPGA新成員

Zynq UltraScale+ SoC系列，在原有ZU2與ZU3的基礎(chǔ)上推出了最新的ZU1器件。ZU1采用基于異構(gòu) Arm處理器的多核處理器子系統(tǒng)，同時還能遷移至普通封裝尺寸以支持更高算力，針對邊緣連接及工業(yè)和醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用，包括嵌入式視覺攝像頭、AV-over-IP 4K和8K 就緒流媒體、手持測試設(shè)備，以及消費和醫(yī)療應(yīng)用等，ZU1在功耗和成本方面進(jìn)行了優(yōu)化。

Chetan Khona表示，Zynq系列于2015年推出，Xilinx用戶在工業(yè)視覺和醫(yī)療領(lǐng)域的新設(shè)計中，有三分之二都是從Zynq開始的，該系列集成度高，且能夠提供更高的靈活性。隨著用戶對更小器件尺寸、成本敏感型設(shè)計的需求越來越多，新款ZU1器件應(yīng)運而生。除了在尺寸、成本方面的優(yōu)化，ZU1的功耗表現(xiàn)也可圈可點，靜態(tài)功耗比ZU2低40%。

“大型和小型的Zynq UltraScale+之間，最大的區(qū)別在于可編程邏輯器件的數(shù)量。Zynq在市場上比較受歡迎的原因是因為對處理器的子系統(tǒng)沒有做出任何改變，許多軟件、驅(qū)動設(shè)計都沒有變化，原有的軟件、編碼等可以直接重復(fù)使用，這也有利于ZU1下一步的部署和使用”， Chetan Khona表示。

Artix UltraScale+ 是全新的FPGA系列，專為高 I/O帶寬和 DSP 計算打造，提供了每秒 16Gb 的收發(fā)器，可以支持互聯(lián)、視覺和視頻領(lǐng)域的新興高端協(xié)議，與此同時還能實現(xiàn)更好的 DSP 計算功能。可用于搭載高級傳感器技術(shù)的機器視覺、高速互聯(lián)以及超緊湊“8K 就緒”視頻廣播。

Chetan Khona強調(diào)，Artix在計算密度上追求極致，具有30.9 萬個系統(tǒng)邏輯單元、1200個DSP片。該系列進(jìn)一步補足了Xilinx 16nm UltraScale+系列的可擴展性，至此，Artix、Kintex、Virtex三大系列分別針對成本敏感型、價格/性能功耗比、高性能和邏輯密度比，形成從低到高端的完整覆蓋。

安全性也是新系列關(guān)注的重點，Artix和Zynq系列的新款器件都具備與 UltraScale+ 平臺同樣健全的安全功能，包括 RSA-4096 認(rèn)證、AES-CGM 解密、數(shù)據(jù)保護(hù)法（ DPA ），以及Xilinx專有的Security Monitor（SecMon，安全監(jiān)測）IP，滿足商業(yè)項目的各種安全需求。

差異化優(yōu)勢滿足智能邊緣三大需求交匯

面對智能邊緣多樣的計算需求，包括CPU/GPU/NPU/DSP/FPGA的異構(gòu)架構(gòu)正在崛起，F(xiàn)PGA的優(yōu)勢是什么？

Chetan Khona認(rèn)為，以工業(yè)、醫(yī)療為典型代表的智能邊緣應(yīng)用中，主要有三大需求，首先對芯片的生命周期、性能、可靠性、安全性、散熱性和低功耗等，有最基本的要求；其次是低時延，可以想象一下，在工廠自動化的生產(chǎn)線上，很多電機都是同步作業(yè)，不能有任何脫節(jié)；除了這兩個傳統(tǒng)要求之外，第三個新的需求越來越多，即實時的AI推理。

這三大需求在很多場景中要同時滿足，缺一不可。Chetan Khona補充，Xilinx能夠?qū)⑦@三方面要求綜合成一個器件去實現(xiàn)，這是Xilinx獨有的差異化優(yōu)勢。他表示，抓住三大需求的交匯點——即AI推理對于實時決策的處理需求，正在成為Xilinx在工業(yè)、醫(yī)療等智能邊緣應(yīng)用中的全新優(yōu)勢。
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