16nm产品核心技术及介绍
引言
以赛灵思 20nm ultrascale 系列的成功为基础，赛灵思现又推出了全新的 16nm ultrascale+ 系列 fpga、3d ic 和 mpsoc，凭借新型存储器、3d-on-3d 和多处理soc（mpsoc）技术，再次领先一代提供了遥遥领先的价值优势。此外，为了实现更高的性能和集成度，ultrascale+ 系列还采用了全新的互联优化技术——smartconnect。这些新的器件进一步扩展了赛灵思的 ultrascale 产品系列（现在从 20nm 跨越至 16nm fpga、soc 和 3d ic 器件），同时利用台积公司的 16ff+ finfet 3d 晶体管技术大幅提升了性能功耗比。 因为该系列是基于业经验证的 20nm ultrascale 架构、vivado 设计工具以及全球第一大服务代工厂台积公司的 16nmff+ 技术而打造的，所以赛灵思为行业所提供的是具有最低风险和最大价值的 finfet 可编程技术。
通过系统级的优化，ultrascale+ 所提供的价值远远超过了传统工艺节点移植所带来的价值，系统级性能功耗比相比28nm 器件提升了2 至5 倍，还实现了遥遥领先的系统集成度和智能化，以及最高级别的保密性和安全性。
新扩展的赛灵思ultrascale+ fpga 产品组合包含赛灵思市场领先的kintex ultrascale+ fpga、virtex ultrascale+ fpga 以及3d ic 系列，而zynq ultrascale+ 系列则包含业界首款全可编程mpsoc。凭借该产品组合，赛灵思能满足各种下一代应用需求，包括lte advanced 与早期5g无线、tb 级有线通信、汽车驾驶员辅助系统以及工业物联网（iot）应用等。
ultrascale+ fpga 和3d ic
赛灵思选用了业界性能最高的 16nm finfet+ 技术，并与全球首屈一指的服务代工厂台积公司（tsmc）携手合作，台积公司预计2015 年有50 项16nmff+ 客户芯片将完成流片。采用finfet，单就平面提升而言，ultrascale+ fpga 系统的系统级性能功耗比就能提高2倍。
ultrascale+ 产品可解决高强度处理任务中最大的瓶颈问题：存储器接口问题。这些新型存储器增强型可编程器件包涵ultraram，容量高达432mb。ultraram 可提供最佳系统功耗、灵活性和可预见的性能，同时能取代外部存储器，从而降低系统材料清单（bom）总成本。采用ultraram，不仅能让典型设计的系统级性能功耗比提升至少25%，而且还能大幅提升存储器密集型设计的性能、显著降低功耗及材料清单（bom）成本。
赛灵思专门针对fpga 开发了一项基于工具的互联优化技术smartconnect。这项技术能够根据特定设计的吞吐量、时延和面积要求自动优化互联，同时提供最佳性能功耗比，从而解决系统级ip互联瓶颈。smartconnect 还能智能连接不同接口类型，根据特定应用要求匹配合适的互联方案。仅凭这项技术就能提升系统级性能功耗比和缩减面积20% 到30%。
高端ultrascale+ 系列集合了3d 晶体管和赛灵思第三代3d ic 的组合功耗优势。正如finfet 相比平面晶体管实现性能功耗比非线性提升一样，3d ic 相比单芯片器件也能实现系统集成度和带宽功耗比的非线性提升。
zynq ultrascale+ mpsoc
赛灵思正在推出异构mpsoc 领域又一项业界首创技术，那就是全可编程ultrascale mpsoc 架构。ultrascale mpsoc 架构通过虚拟化支持可提供32 位到64 位的处理器可扩展性；软和硬引擎的结合可实现实时控制、图形/ 视频处理，把波形和包处理与新一代互联和存储器、高级电源管理及其他技术增强功能相结合，能实现多种不同级别的保密性、安全性和可靠性。这些新架构元素结合vivado 设计套件和抽象设计环境，不仅能显著简化编程工作，而且还可大幅提高生产力。
全新的zynq ultrascale+ mpsoc 通过部署上述所有ultrascale+ fpga 技术，不仅能实现前所未有的异构多处理，而且还能够实现“为合适任务提供合适引擎”。这些新器件相对于此前解决方案可将系统级性能功耗比提升约5 倍。位于处理子系统中心的是64 位四核arm cortex-a53处理器，能实现硬件虚拟化和非对称处理，并全面支持arm trustzone。
处理子系统还包括支持确定性操作（deterministic operation）的双核arm cortex-r5 实时处理器，从而可确保实时响应、高吞吐量和低时延，实现最高级别的安全性和可靠性。单独的安全单元可实现军事级的安全解决方案，诸如安全启动、密钥与库管理和防破坏功能等，这都是设备间通信以及工业物联网应用的标准需求。
为实现全面的图形加速和视频压缩/ 解压缩功能，这一新的器件集成了arm mali tm-400mp 专用图形处理器和h.265 视频编解码器单元，同时还支持displayport、mipi d-phy 和hdmi。最后，该新器件还添加专用平台和电源管理单元（pmu），其可支持系统监控、系统管理以及每个处理引擎的动态电源门控。
结论
最新16nm ultrascale+ 系列fpga、3d ic 和mpsoc 凭借新型存储器、3d-on-3d 和多处理soc（mpsoc）技术，再次实现了领先一代的价值优势。因为该系列是基于业经验证的 20nm ultrascale 架构、vivado 设计工具以及全球第一大服务代工厂台积公司的 16nmff+ 技术而打造的，所以赛灵思为行业所提供的是具有最低风险和最大价值的 finfet 可编程技术。
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通过系统级的优化，ultrascale+ 所提供的价值远远超过了传统工艺节点移植所带来的价值，系统级性能功耗比相比28nm 器件提升了2 至5 倍，还实现了遥遥领先的系统集成度和智能化，以及最高级别的保密性和安全性。
新扩展的赛灵思ultrascale+ fpga 产品组合包含赛灵思市场领先的kintex ultrascale+ fpga、virtex ultrascale+ fpga 以及3d ic 系列，而zynq ultrascale+ 系列则包含业界首款全可编程mpsoc。凭借该产品组合，赛灵思能满足各种下一代应用需求，包括lte advanced 与早期5g无线、tb 级有线通信、汽车驾驶员辅助系统以及工业物联网（iot）应用等。
ultrascale+ fpga 和3d ic
赛灵思选用了业界性能最高的 16nm finfet+ 技术，并与全球首屈一指的服务代工厂台积公司（tsmc）携手合作，台积公司预计2015 年有50 项16nmff+ 客户芯片将完成流片。采用finfet，单就平面提升而言，ultrascale+ fpga 系统的系统级性能功耗比就能提高2倍。
ultrascale+ 产品可解决高强度处理任务中最大的瓶颈问题：存储器接口问题。这些新型存储器增强型可编程器件包涵ultraram，容量高达432mb。ultraram 可提供最佳系统功耗、灵活性和可预见的性能，同时能取代外部存储器，从而降低系统材料清单（bom）总成本。采用ultraram，不仅能让典型设计的系统级性能功耗比提升至少25%，而且还能大幅提升存储器密集型设计的性能、显著降低功耗及材料清单（bom）成本。
赛灵思专门针对fpga 开发了一项基于工具的互联优化技术smartconnect。这项技术能够根据特定设计的吞吐量、时延和面积要求自动优化互联，同时提供最佳性能功耗比，从而解决系统级ip互联瓶颈。smartconnect 还能智能连接不同接口类型，根据特定应用要求匹配合适的互联方案。仅凭这项技术就能提升系统级性能功耗比和缩减面积20% 到30%。
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zynq ultrascale+ mpsoc
赛灵思正在推出异构mpsoc 领域又一项业界首创技术，那就是全可编程ultrascale mpsoc 架构。ultrascale mpsoc 架构通过虚拟化支持可提供32 位到64 位的处理器可扩展性；软和硬引擎的结合可实现实时控制、图形/ 视频处理，把波形和包处理与新一代互联和存储器、高级电源管理及其他技术增强功能相结合，能实现多种不同级别的保密性、安全性和可靠性。这些新架构元素结合vivado 设计套件和抽象设计环境，不仅能显著简化编程工作，而且还可大幅提高生产力。
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处理子系统还包括支持确定性操作（deterministic operation）的双核arm cortex-r5 实时处理器，从而可确保实时响应、高吞吐量和低时延，实现最高级别的安全性和可靠性。单独的安全单元可实现军事级的安全解决方案，诸如安全启动、密钥与库管理和防破坏功能等，这都是设备间通信以及工业物联网应用的标准需求。
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结论
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