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래티스, 엣지 애플리케이션 위한 새로운 ‘CertusPro-NX’ 범용 FPGA 출시

기사입력 : 2021년 06월 30일 14시 50분
ACROFAN=권용만 | yongman.kwon@acrofan.com SNS
래티스 반도체(Lattice Semiconductor, 이하 ‘래티스’)는 6월 30일 온라인 미디어 브리핑을 통해, 엣지 애플리케이션을 위한 Lattice Nexus 플랫폼 기반의 신제품인 ‘CertusPro-NX’ 범용 FPGA를 출시한다고 밝혔다. ‘CertusPro-NX’는 동급 디바이스 대비 작은 폼팩터에서 높은 대역폭과 로직 밀도, 전력 효율성 등을 제공하며, 컴퓨팅, 산업, 자동차 및 컨슈머용 애플리케이션 개발을 가속화할 수 있게 한다.

래티스의 ‘CerturPro-NX’는 래티스 고유의 FPGA 패브릭 아키텍처와 저전력 FD-SOI 제조 공정을 활용해, 동급의 경쟁 FPGA 제품들과 비교해 최대 4배 더 적은 전력을 소비하면서 보다 뛰어난 성능을 제공한다. 또한 동급 최소형의 폼팩터에서 최대 100k 로직 셀 구성으로 높은 밀도와 함께, 경쟁 제품 대비 최대 65% 더 많은 온칩 메모리 제공, LPDDR4 메모리 지원으로 엣지의 AI 및 머신러닝 애플리케이션에서 더 최적화된 환경을 제공한다. 이와 함께, 최대 10.3Gbps 대역폭의 프로그래머블 SerDes 레인을 최대 8개까지 지원하여, 10Gb 이더넷이나 PCIe, SLVS-EC, CoaXPress 및 DisplayPort 등 보편적으로 활용되는 인터페이스를 구현할 수 있게 한다.

CertusPro-NX FPGA는 지능형 시스템의 데이터 코프로세싱, 5G 통신 인프라의 고대역폭 신호 브리징, 자동차 ADAS 시스템의 센서 인터페이스 브리징 등 광범위한 애플리케이션에서 고객의 혁신을 지원할 수 있도록 설계되었다. 특히 오토모티브나 산업 및 통신 애플리케이션 등 미션 크리티컬 환경에서의 신뢰성 측면에서, CertusPro-NX 디바이스는 경쟁 제품 대비 소프트 오류에 대해 최대 100배 더 강력한 특성을 제공한다. 한편, CertusPro-NX FPGA는 현재 일부 고객에 샘플을 공급한 상태로, 2022년 2분기 양산 출하를 예정하고 있고, 현재 발표된 Lattice Radiant 3.0 설계 소프트웨어와 호환된다.

▲ 래티스 ‘CertusPro-NX’ FPGA의 주요 특징 (자료제공: 래티스 반도체)

▲ 경쟁 제품들 대비 전력 효율 측면에서 높은 경쟁력을 갖추고 있다 (자료제공: 래티스 반도체)

▲ 더 큰 용량의 내장 메모리는 외부 메모리 사용을 줄여, 성능과 전력 효율 모두에서 장점을 제공한다 (자료제공: 래티스 반도체)

래티스 반도체 이기훈 부장은 이 자리에서, 새로운 CertusPro-NX는 래티스의 Nexus 플랫폼을 기반으로 한 네 번째 제품으로, 엣지 애플리케이션에 높은 시스템 대역폭과 메모리 용량, 동급 최고의 전력 효율과 성능을 소형 폼팩터로 제공하는 범용 FPGA라고 소개했다. 그리고 최근의 시장 동향으로는 더 나은 열 관리를 위한 저전력 특성의 중요성이 높아지고, 고속 데이터 전송 지원을 위한 보다 높은 인터페이스 대역폭이 요구되며, 더욱 우수한 엣지에서의 인텔리전스, 소형 폼팩터에서 더 많은 시스템 통합 등이 요구되고 있다고 덧붙였다.

CertusPro-NX는 최대 100k 규모의 로직 셀과 임베디드 메모리, DSP 블록을 중심으로, LPDDR4를 지원하는 고속 프로그래머블 I/O 등을 갖추어, 엣지 프로세싱에 최적화된 환경을 제공한다. 또한 인터페이스 측면에서는 최대 10.3Gbps 속도의 프로그래머블 SerDes 레인을 최대 8개까지 제공해, 10Gb 이더넷이나 PCI 익스프레스, SLVS-EC, CoaXPress 및 DisplayPort 같이 널리 사용되고 있는 통신 및 디스플레이 인터페이스를 구현할 수 있게 지원한다. 이와 함께, 비트스트림 암호화와 인증을 지원해 높은 수준의 보안을 달성할 수 있으며, 9x9mm 이하의 소형 패키징을 제공해, 전체 시스템을 더 작은 폼팩터로 구현할 수 있게 한다고 밝혔다.

전력 효율 측면에서, 래티스의 CertusPro-NX는 래티스 고유의 FPGA 패브릭 아키텍처와 저전력 FD-SOI 제조 공정을 활용해, 작은 크기에서 높은 로직 셀 밀도와 함께 전력 효율에 최적화된 아키텍처를 구현했고, 이는 전체 시스템의 크기를 줄이고, 전력 소비를 저감할 수 있게 한다고 소개했다. 그리고 CertusPro-NX 100k LC 제품은 비슷한 로직 셀 규모를 가진 경쟁사의 제품들과 비교해, 10Gbps 애플리케이션 구현시 최대 4배까지도 적은 전력 소비량을 보여준다고 밝혔다. 대역폭 측면에서도, 최대 10.3Gbps 속도의 프로그래머블 SerDes 레인을 최대 8개까지 지원하며, 이는 이전 제품이나 경쟁 제품 대비 최대 2배 더 높은 수준이라고 덧붙였다.

CertusPro-NX는 최대 100k 로직 셀과 DSP 블록, 임베디드 메모리와 프로그래머블 I/O 블록을 연결해 엣지 프로세싱에 최적화된 시스템을 구현할 수 있는 구성을 제공한다. 특히, 래티스가 CertusPro-NX에서 강조한 부분은 ‘메모리’인데, CertusPro-NX에서는 EBR과 LRAM 블록을 모두 합쳐 동급 디바이스들보다 최대 65% 더 큰 용량인 최대 7.3Mb의 내장 메모리를 구현할 수 있으며, 이를 통해 엣지 프로세싱에서 부족한 내장 메모리로 인해 외부 메모리를 사용하면서 생기는 성능과 전력 소비량 등의 문제를 해결하고, 크게는 두 배 더 빠른 성능을 절반의 전력 소비로 구현할 정도로 효율적인 환경을 구현할 수 있다고 소개했다. 또한, 외장 메모리 지원에서도 동급에서 유일하게 LPDDR4를 지원한다고 밝혔다.

▲ 신뢰성 측면에서도 높은 수준의 경쟁력을 갖추고 있다고 소개되었다 (자료제공: 래티스 반도체)

▲ CertusPro-NX 제품군 주요 제원 정보 (자료제공: 래티스 반도체)

래티스는 CertusPro-NX가 아웃도어나 오토모티브, 산업용, 방위산업 등의 애플리케이션에서 요구되는, 가혹한 사용 환경에서의 신뢰성 측면에서도 뛰어난 경쟁력을 갖추고 있다고 소개했다. 먼저, 사용 가능한 온도 범위는 -40℃~125℃에 이르며, 소프트 에러율 측면에서도 경쟁사 대비 최대 100배 더 낮은 SER을 제공한다고 강조했다. 또한 폼팩터 측면에서도 CertusPro-NX는 100k 로직셀 제품에서 81mm2 면적의 소형 폼팩터를 제공하며, 이는 동급의 타 제품들 대비 최대 6.5배까지도 작은 크기라고 소개했다.

CertusPro-NX는 로직셀 구성에 따라 52k 로직셀을 가진 CPNX-50K, 96k 로직셀을 가진 CPNX-100K로 나뉘며, 50K 모델의 경우에는 1.7Mb EBR, 2Mb LRAM, 96개 DSP, 3개 PLL 등을 갖추고 있고, 100K 모델은 3.7Mb EBR, 3.6Mb LRAM, 156개 DSP, 4개 PLL 구성을 갖추고 있다. 두 모델 모두 10GE PCS, PCIe Gen3, SGMII CDR, ADC 등의 하드 블록은 동일하게 갖추고 있다. 패키징 측면에서는 9mm*9mm의 BGA256부터 27mm*27mm의 BGA672까지 5개 패키징이 있는데, 더 큰 패키징에서 사용 가능한 I/O 수가 많아지는 구성이다. 래티스는 이러한 패키징 구성을 통해 동일한 하드웨어 성능에서 I/O 수에 따른 시스템 크기 최적화 등이 가능할 것으로 덧붙였다.

래티스는 이미 일부 고객들에 CertusPro-NX 샘플을 공급했으며, 설계를 위한 소프트웨어는 함께 발표된 Lattice Radiant 3.0을 통해 지원되고 있고, 양산 출하 시점은 2022년 2분기 예정이라고 밝혔다. 새롭게 발표된 Lattice Radiant 3.0은 CertusPro-NX의 높은 SerDes 대역폭 지원, 설계 흐름 전반에 걸친 신호 추적 기능 향상, 타이밍 분석의 독립 실행, 런타임과 설계 성능 향상 등의 새로운 특징을 제공한다. 또한 이 CertusPro-NX는 저전력 엣지 AI 구현을 위한 sensAI, 저전력 임베디드 비전 구현을 위한 mVision, 공장 자동화 구현을 위한 Automate 등 래티스의 주요 솔루션 스택을 폭넓게 지원하고 있다고 소개했다.


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