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자일링스, 초소형 및 지능형 엣지 디바이스 위한 ‘울트라스케일+ 비용 최적화 포트폴리오’ 발표

기사입력 : 2021년 03월 18일 18시 32분
ACROFAN=권용만 | yongman.kwon@acrofan.com SNS
자일링스(Xilinx)는 3월 18일 온라인 미디어 브리핑을 통해, 초소형 및 지능형 엣지 솔루션을 필요로 하는 새로운 애플리케이션 기반 시장을 위해, 비용에 최적화된 울트라스케일+(UltraScale+) 신제품 발표로 포트폴리오를 확장한다고 밝혔다. 새로운 아틱스(Artix) 및 징크(Zynq) 울트라스케일+ 디바이스는 기존의 칩 스케일 패키지보다 70% 더 작은 폼팩터로 구현되어, 산업 및 비전, 헬스케어, 방송, 컨슈머, 자동차 및 네트워킹 시장의 보다 광범위한 애플리케이션을 지원할 수 있다.

아틱스 울트라스케일+ 제품군은 검증된 FPGA 아키텍처를 기반으로 구현되었으며, 네트워킹, 비전 및 비디오 분야의 새로운 첨단 프로토콜을 지원하는 16Gbps 트랜시버와 뛰어난 DSP 컴퓨팅 성능을 제공해, 첨단 센서 기술을 이용하는 머신비전과 고속 네트워킹 및 초소형 8K 지원 비디오 방송 등 다양한 애플리케이션에서 효과적으로 활용할 수 있다. 또한 비용에 최적화된 징크 울트라스케일+ MPSoC는 새로운 ZU1과 생산성이 검증된 ZU2 및 ZU3 디바이스로 구성되어 있으며, 이 중 ZU1은 소형의 컴퓨팅 집약적인 애플리케이션을 위해 구현되었으며, 이기종 Arm 프로세서 기반 멀티 코어 서브시스템으로 구동된다.

이러한 비용 최적화 포트폴리오에 포함된 아틱스와 징크 울트라스케일+ 디바이스는 TSMC의 InFO(Integrated Fan Out) 패키징 기술로 제공되어, 소형 패키지 옵션을 기반으로 높은 컴퓨팅 밀도와 뛰어난 전력 효율 및 확장성을 제공해, 지능형 엣지 애플리케이션의 다양한 요구사항들을 만족시킨다. 또한 비용 최적화 로우엔드에서 하이엔드 디바이스까지 동일한 플랫폼으로 구성된 자일링스의 폭넓은 포트폴리오를 기반으로, 고객들에 자일링스 플랫폼을 기반으로 기존의 설계 자산을 보호하고 활용해 시장 출시 시간을 단축할 수 있도록 한다. 한편, 첫 번째 비용 최적화 아틱스 울트라스케일+ 디바이스는 2021년 3분기, 징크 울트라스케일+ ZU1 디바이스는 2021년 3분기 샘플이 제공될 예정이다.

▲ 새로운 울트라스케일+ 비용 최적화 포트폴리오는 작은 크기와 뛰어난 효율이 돋보인다 (자료제공: Xilinx)

▲ 새로운 울트라스케일+ 비용 최적화 포트폴리오는 초소형 엣지 및 네트워킹에서 높은 효율을 제공한다 (자료제공: Xilinx)

제이슨 베투렘(Jayson Bethurem) 자일링스 비용 최적화 포트폴리오 및 징크 울트라스케일 제품 라인 매니저는 이 자리에서, 최근 엣지 및 IoT 애플리케이션에서 보다 스마트한 장치에 대한 요구가 커지고 있으며, 특히 데이터를 클라우드로 옮기지 않고 엣지 수준에서 AI 및 분석을 다룰 수 있을 정도의 성능이 요구되고 있다고 소개했다. 또한 지능형 디바이스와 높은 처리량을 달성하면서도 배터리 구동이나 열 제약조건들을 충족할 수 있는 뛰어난 전력 효율, 시장 경쟁력 확보를 위한 비용 효율, 그리고 휴대성과 구축 및 장착의 유연성을 위한 ‘작은 크기’까지 필요해지고 있다고 밝혔다. 특히 의료 기기의 경우 소형화, 저전력 등을 통한 이동성과 컴퓨팅 성능이 요구되며, 소비자 가전에서의 초소형 프로젝터느 산업용 비전 센서 등에서도 사용하는 해상도가 높아지고, 높은 수준의 처리량이 요구된다고 덧붙였다.

자일링스가 선보인 새로운 울트라스케일+ 비용 최적화 포트폴리오는 최근 시장에서 요구되는 이러한 부분들을 제공하는 데 중점을 두었다. 먼저, 새로운 포트폴리오는 비용에 민감한 애플리케이션을 위해, 전력 빛 비용에 최적화된 제품으로 구성되었으며, TSMC의 InFO 패키징 등을 활용해 새로운 폼팩터로 최고 수준의 높은 컴퓨팅 밀도를 달성했다고 밝혔다. 또한 확장성 측면에서도 기존 자일링스의 울트라스케일+ 포트폴리오 기반 설계에 대한 자산을 보호하고 활용할 수 있으며, 이를 활용해 고객의 솔루션 구현에 있어 시장 출시 기간을 줄이고 빠르게 수익을 창출할 수 있게 돕는다고 소개했다.

자일링스는 기존 28nm 기반 7시리즈의 비용 최적화 포트폴리오가 지속적인 성공을 거두고 있다고 평하며, 이러한 비용 최적화 포트폴리오에 16nm 기반 ‘울트라스케일+’ 기반 아틱스 및 징크 디바이스를 선보이며 포트폴리오를 확장하고 보다 광범위한 애플리케이션을 지원할 것이라 발표했다. 특히 새로운 아틱스 및 징크 울트라스케일+ 디바이스는 산업 및 비전, 의료, 테스트 장비, AV 및 방송장비, 통신 장비 등, 높은 컴퓨팅 성능을 필요로 하는 초소형 엣지 애플리케이션의 구현을 지원한다고 밝혔다.

▲ ZU1은 징크 울트라스케일+ 포트폴리오 중 가장 작고 저렴하며, 전력 소비량이 적은 모델이다 (자료제공: Xilinx)

▲ 새로운 아틱스 울트라스케일+ FPGA 제품군은 검증된 아키텍처 기반에서 작은 크기로 고성능을 제공한다 (자료제공: Xilinx)

비용에 최적화된 징크 울트라스케일+ MPSoC는 새로운 ZU1과 생산성이 검증된 ZU2 및 ZU3 디바이스로 구성되어 있다. 이 중 새로운 엔트리 급으로 추가된 ZU1 디바이스는, 포트폴리오 중 최저 전력 및 최저 비용의 적응형 SoC로, 엣지 및 배터리 구동 애플리케이션에 효과적이다. 또한 엔트리 급에서도 I/O 수는 최대한 유지해, 높은 로직 셀 대비 I/O 비율을 제공하며, 로직 셀 대비 DSP 비율도 로직 셀은 ZU2 대비 20% 정도 줄어들었지만 DSP는 10% 정도 줄어들어, 높은 수준의 비율을 통해 스마트 애플리케이션을 위한 최상의 컴퓨팅 성능 및 AI 오프로드 구현을 지원한다.

저전력 구현 측면에서, ZU1은 기존의 ZU2 대비 패브릭은 20% 감소했지만 정적 소비전력은 40% 감소했으며, 더 작은 전체 전력 풋프린트에서도 동일한 프로세싱 시스템을 지원하고 있다고 소개했다. ZU1 디바이스 역시 최대 4코어의 Arm Cortex-A53 기반 멀티프로세싱 지원 Arm 프로세싱 성능을 제공해, 포트폴리오 전반에 걸친 애플리케이션 소프트웨어 확장성 측면을 제공한다. 또한 사용하지 않는 블록의 전원을 차단하는 딥 슬립 모드를 사용하면, 200nW 이하의 낮은 소비전력을 달성할 수 있다고 밝혔다. 한편, ZU1, ZU2, ZU3 모두 InFO 패키징 제품을 선택할 수 있다.

총 4개 제품으로 구성되는 아틱스 울트라스케일+ FPGA 제품군은 생산성이 검증된 FPGA 아키텍처를 기반으로 구현되었으며, 작은 폼팩터에서도 네트워킹, 비전 및 비디오 분야의 새로운 첨단 프로토콜을 지원하는 16Gbps 트랜시버와 최대 총 192Gbit 대역폭, 최대 309K 시스템 로직 셀과 1,200개 DSP 슬라이스 등으로 동급 최고 수준의 DSP 컴퓨팅 성능을 지원한다. 이를 통해, 첨단 센서 기술을 이용하는 머신비전, 고속 네트워킹이나 스토리지, 및 초소형 8K 지원 비디오 방송 등 기존의 아틱스-7 제품군에서 지원하기 힘들었던 높은 대역폭의 새로운 프로토콜들을 지원하는 다양한 애플리케이션에 적합하다. 또한 이 제품은 사이버 보안 및 IP 보호를 위한 다중 레벨 보안 기술을 지원한다.

자일링스는 아틱스 울트라스케일+ FPGA가 성능 측면에서, 경쟁 제품들 대비 신흥 시장을 위한 높은 성능을 제공한다고 강조했다. 먼저, 직렬 라인 속도 측면에서는 아틱스 울트라스케일+가 16Gbps 트랜시버를 지원해, 경쟁사의 12Gbps 대비 우위에 있으며, 외부 디바이스 버퍼링 등을 위한 DDR 대역폭 측면에서도 경쟁 제품 대비 고성능의 DDR4-2400을 사용한다고 소개했다. 또한 MIPI 성능 측면에서는 2500Mbps를 제공해, 경쟁 제품 대비 높은 성능은 물론, 4Kp60 영상 처리 지원이 가능하다고 덧붙였다. FPGA 신호 프로세싱 및 컴퓨팅 성능에서도, DSP 블록 동작 속도에서부터 약 50% 높고, 고정소수점 및 부동소수점에 최적화된 고성능 DSP로 경쟁 제품 대비 2~4.6배의 연산 성능을 제공한다고 언급했다.

▲ 초소형 InFO 패키징을 통해, 솔루션의 면적 효율을 극대화했다 (자료제공: Xilinx)

▲ 확장성 측면에서는, 기존의 설계 자산을 다양한 디바이스로 확장할 수 있다는 점이 장점이다 (자료제공: Xilinx)

자일링스는 이 자리에서 소개한 아틱스 및 징크 울트라스케일+ 비용 최적화 포트폴리오의 제품들에 TSMC의 InFO(Integrated Fan Out) 패키징 기술 적용이 가능하다고 소개했다. 이 InFO 패키징은 기판과 C4 범프를 제거해 더 작고 얇은 패키지를 구현할 수 있으며, 핀 손실이 없도록 다이 사이즈에 가까운 볼 피치를 가지는 것이 특징이다. 자일링스는 이 패키징이 60% 더 작은 면적으로 더욱 뛰어난 열 및 전력분배 성능을 제공하며, 더 짧은 인터커넥트로 이동시간 단축 및 신호 무결성을 향상시킬 수 있고, 궁극적으로는 고성능을 더 작은 폼팩터로 구현해, 뛰어난 컴퓨팅 밀도를 제공한다고 밝혔다. 이 InFO 패키징은 비용 최적화 포트폴리오 제품 중, 아틱스 울트라스케일+ 제품에서 AU10P, AU15P 등 두 종류가, 징크 울트라스케일+ MPSoC에서는 ZU1, ZU2, ZU3 등 세 모델에서 제공된다.

확장성 측면에서, 비용 최적화 포트폴리오에서부터 미드레인지 킨텍스(Kintex) 울트라스케일+, 하이엔드 버텍스(Virtex) 울트라스케일+ 디바이스 포트폴리오에 이르기까지 폭넓은 구성에 걸쳐 동일한 플랫폼을 기반으로 하고 있어, 기존의 솔루션 설계를 보호하고 다양한 수준의 디바이스로 확장할 수 있는 확장성과 유연성을 제공한다. 또한 플랫폼 전반에 걸쳐 일관적인 소프트웨어 및 툴 플로우를 갖추고 있으며, 생태계 측면에서도 동일성을 제공하고 있고, 제품 수명주기 측면에서도 산업용 등급의 수명주기 지원과 함께 안전과 보안 관련 인증의 유지도 가능하다고 밝혔다.

자일링스의 새로운 비용 최적화 포트폴리오 중 징크 울트라스케일+ 디바이스는 3월 26일부터 문서와 EA 툴 지원이 제공될 예정이며, 현재 ZU2, ZU3 InFO 제품들이 사전 생산 중이고 양산은 3분기 예정으로 소개되었다. 또한 ZU1은 2021년 3분기에 사전 생산해, 4분기에는 양산에 들어갈 예정이라고 밝혔다. 또한 아틱스 울트라스케일+ 디바이스의 경우 2021년 2분기에 문서가, 3분기에 툴이 지원될 예정이며, 제품 생산은 2021년 3분기에 AU20, AU25가, 2022년 1분기에 AU15, AU10의 사전 생산이 예정되어 있다고 소개했다.


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