專家解讀：從“膠合邏輯專業(yè)戶”到強大的業(yè)務處理平臺
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1985年，賽靈思公司推出了全球首款 FPGA 產品，XC2064。這只是一顆采用 2μm 工藝，包含 64 個邏輯模塊和 85,000 個晶體管，門數(shù)量不超過 1,000 個的芯片。這個小小芯片的發(fā)明，被稱為“震撼世界的 25 款微芯片”之一， 催生了一個數(shù)十億美元規(guī)模的產業(yè)，也使得 FPGA 發(fā)明者，賽靈思公司創(chuàng)始人之一 Ross Freeman 與摩爾定律發(fā)明者、電燈發(fā)明者等人一樣，榮登美國發(fā)明家名人堂。
什么是FPGA？
FPGA（Field－Programmable Gate Array），即現(xiàn)場可編程門陣列，它是在PAL、GAL、CPLD等可編程邏輯器件的基礎上進一步發(fā)展的產物。它是作為專用集成電路領域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了全定制電路的不足，又克服了原有可編程邏輯器件門電路數(shù)有限的缺點。
最初的這款 FPGA，由于其內部的硬件資源都是一些呈陣列排列的、功能可配置的基本邏輯單元，以及連接方式可配置的硬件連線。所以，F(xiàn)PGA 在長期應用過程中被業(yè)界冠以“膠合邏輯專業(yè)戶”的別名（誰也不會想到與當今數(shù)據(jù)大爆炸有任何瓜葛）。另外，早期的 FPGA 應用研發(fā)工程師都是由硬件工程師兼職，其主流設計思路都是基于 PCB 原理圖的硬件連線，從而更加固化 FPGA “膠合邏輯”的印象。—— 維基百科
然而，35年過去了，隨著市場需求的不斷發(fā)展和賽靈思技術的不斷創(chuàng)新，以及賽靈思在六七年前就開始推動的從器件到平臺的戰(zhàn)略轉型， FPGA 儼然已經發(fā)展成為一種成熟、穩(wěn)定、高性能的技術。FPGA 在系統(tǒng)中逐漸由配角變成主角，從普通的膠合邏輯擴展到業(yè)務處理，從應用于原型驗證擴展到大規(guī)模應用于量產設備中。今天的可編程平臺已經是最多擁有數(shù)百萬六輸入查找表的強大處理器件。
當然，從簡單的膠合邏輯到強大的業(yè)務處理平臺， 并不僅僅只是集成更多查找表的軍備競賽。如何貼近應用？為應用優(yōu)化？才是真正決定性的因素。
為更高帶寬，更安全，更實時的通信市場所量身打造
Versal Premium 是賽靈思發(fā)布的第三款 ACAP（自適應計算加速）架構的強大的處理平臺。下圖是 Versal Premium 的一些關鍵特性，其融軟件可編程能力與動態(tài)可配置硬件加速、預制連接和安全功能為一體，為加快產品上市進程提供了強大引擎。
作為Versal ACAP 的最新產品系列， Versal Premium 系列可提供比當前FPGA高達三倍的吞吐量，且內置以太網、Interlaken 和加密引擎以打造快速、安全的網絡。該系列提供了當前部署主流 FPGA 兩倍的計算密度，同時還面向持續(xù)擴展的多元化且不斷演進的云工作負載及網絡工作負載，提供了靈活應變的能力。簡而言之，Versal Premium 就是為更高帶寬，更安全，更實時的通信市場所量身打造。
有線通信市場一直是可編程器件的傳統(tǒng)應用領域。在過去的幾十年中，隨著通信的內容從語音、文字、圖片走向高清視頻，對帶寬和處理能力永不滿足的需求一直主導著這個領域的飛速發(fā)展。無論是5G的建設，還是新冠肺炎疫情帶來的遠程辦公、遠程教育的一夜普及，都對作為基礎設施的有線網絡設備提出了從帶寬到處理速度上的全新要求。
為應對這樣的挑戰(zhàn)，Versal Premium 新集成了400G以太網，600G Interlaken等接口的多端口全協(xié)議完整支持能力，強化了低速率下多端口處理能力。在功能上，還集成了112Gbps高速串行端口、最大4x400Gbps帶寬的AES-256/MACSec加密處理能力、1納秒精度級別的時間戳能力等。這些內建集成的功能模塊與可編程邏輯部分相配合，為新一代大容量通訊系統(tǒng)的設計提供了堅實的基礎。
Versal Premium 已經為支持包括有線通信應用在內的大容量、大帶寬場景做好了準備。你們準備好了嗎？——王立峰，賽靈思資深有線架構師
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