세 배 빠른 속도 가진 FPGA가 온다 (Achronix)

게재: 2008년11월13일

신생기업 아크로닉스사가 기존 FPGA보다 속도가 세 배나 빠른 FPGA 스피드스터(Speedster)를 출시했다. 스피드스터 제품군의 첫 제품인 SPD60은 현재 최대 속도가 1.5GHz로, 아크로닉스는 이것이 현재 '세계에서 가장 빠른 FPGA 솔루션'이라고 주장했다.

아크로닉스는 전 코넬대 연구진을 주축으로 지난 2004년 설립된 업체로서, 캘리포니아 새너제이에 본사가 있으며, 뉴욕 이타카, 인도 벵갈루루 등에 연구 개발 및 디자인센터를 두고 있다. 이미 미국과 유럽 이외에 한국과 일본, 중국에도 세일즈 및 공급사무실을 두고 있다.

아크로닉스의 유세프 칼릴롤라히 마케팅 부사장은 "아크로닉스가 다른 신생 기업들과 다른 점은 처음부터 전세계적인 판매 유통망을 확보하고 출발한다는 점"이라고 말했다. 이는 아크로닉스가 정상급 반도체 업계 베테랑들의 시선을 모으고 있으며, 주요 벤처 캐피털 기업들의 후원을 받고 있기 때문에 가능했다.

아크로닉스는 2년 간의 자체 자금 조달 이후, 2007년 Series A 펀딩으로 New Science Ventures, Battery Ventures, Entrepia Ventures, Easton Capital Investment Group 으로부터 3,440만 달러의 자금을 지원받았다. 이는 2000년 이후 반도체 업계에서 이루어진 최대 규모의 펀딩이라고 한다.

기술적 특징

아크로닉스의 핵심 기술은 특허 기술인 picoPIPE 가속화 기술로, 이 기술은 데이터가 FPGA 패브릭 사이로 움직이는 양상을 빠르게 함으로써 3배 빠른 속도를 실현한다. 이 기술은 글로벌 클럭이 없다는 것이 주 특징이며, 핸드쉐이크 프로토콜을 사용해 데이터 흐름을 효과적으로 제어하는 방식을 취한다.

picoPIPE 패브릭은 프로그래머블 패브릭을 통해 연결된 RLB(Reconfigurable Logic Block) 어레이로 구성되어 있다. 각 RLB는 스위치 박스로 둘러싸여 있다. 스위치 박스들은 picoPIPE 패브릭을 통한 글로벌 신호들의 경로를 지정한다.

각각의 RLB는 8개의 4-입력 룩업 테이블(LUT)과 스토리지 엘레멘트, 128비트의 RAM을 포함하고 있다. RLB와 프로그래머블 루팅에 추가적으로, picoPIPE 패브릭은 블록 RAM과 전용 멀티플라이어를 가지고 있다. RLB와 루팅은 picoPIPE 기술로 구현된다. 메모리와 멀티플라이어들은 디바이스의 최대 성능에 맞춰 1.5GHz로 동작한다.

중요한 컨셉의 하나는 '데이터 토큰'이다. 종래의 로직에서 데이터 토큰은 클럭 가장자리의 로직 값이다. 전통적인 로직 구현방식에서 데이터는 항상 존재하지만 스토리지 엘레멘트가 클럭 에지를 수신할 때에만 유효하고, 전달될 수 있다. 따라서 데이터가 스토리지 엘레멘트에서 다음 스토리지 엘레멘트로 전달될 때마다 유효한 데이터 값 또는 '데이터 토큰'이 전달된다.

picoPIPE 스테이지들은 아크로닉스 FPGA 패브릭의 아주 작은 구성 요소이다. 이 패브릭은 어떤 로직 기능이라도 구현할 수 있다. 로직 기능을 구현하기 위해서 picoPIPE는 글로벌 클럭 에지에 반응하여 데이터를 전달하는 대신 있는 그대로의 데이터 토큰을 이용한다. picoPIPE 로직의 데이터 토큰은 데이터로 간주될 수 있으며, 클럭 에지가 한데 합쳐진다. PicoPIPE 패브릭이 높은 주파수에서 동작할 수 있도록 하는 핵심적인 혁신이 바로 이 데이터 토큰의 새로운 표현 방식이다.

SPD60은 또한 고속 직렬 인터페이스를 위해 최대 10.3Gbps의 SerDes 20레인을 탑재하고 있으며, 최대 1066Mbps의 DDR2/DDR3, 네 개의 임베디드 DDR 컨트롤러를 포함하고 있다. 전략 마케팅 매니저인 Deny Scharf 씨는 "이러한 혁신적인 성능을 제공하면서도 스피드스터는 표준 FPGA 툴들과 설계 방식을 그대로 사용할 수 있다는 것이 큰 장점"이라고 강조했다.

설계자들은 자신들의 기존 Verilog 및 VHDL 설계를 활용할 수 있다. 아크로닉스 CAD 환경은 시높시스의 'Synplify Pro'와 멘토그래픽스의 'Precision Synthesis'라는 RTL 시스템 설계 합성 툴 두 가지를 모두 지원한다.

아크로닉스는 최대의 FPGA 성능을 요구하는 네트워킹, 텔레커뮤니케이션, 암호화, 고성능 컴퓨팅, 비디오 및 이미징, 디지털 신호 처리, 군사 및 우주 항공 등에 자사의 FPGA 솔루션이 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 생각하고 있다.

SPD60은 TSMC의 고성능 65nm G+ CMOS 프로세스에서 생산되며, 지난 8월부터 양산되고 있다. 아크로닉스는 스피드스터 개발 키트인 SDK60와 아크로닉스 CAD 환경(ACE)도 공급하고 있다. 아크로닉스는 스피드스터 상용 FPGA 디바이스 라인 이외에도 약 350MHz에서 동작하며, 높은 방사선과 극한의 온도 환경에서도 동작하는 특화 제품도 곧 선보일 예정이다.

출처: http://www.eetkorea.com/ART_8800552347_1134551_NT_7e2183d8.HTM