자일링스의 스택 실리콘 인터커넥트(SSI) 기술이란?

[QnA] 자일링스의 SSI 기술에 대한 궁금증 풀기

 

1) 이번에 자일링스가 발표한 내용은 무엇입니까?

자일링스는 스택 실리콘 인터커넥트 기술이라 불리는 3D 패키징 방식을 취하고 있으며, 이는 패시브 실리콘 기반 인터포저, 마이크로범프, TSV(through-silicon vias)를 사용하여 멀티 다이 프로그래머블 플랫폼을 제공한다. 이 28나노 플랫폼은 높은 연산 능력과 대역폭 성능을 위해 높은 트랜지스터 및 로직 밀도가 요구되는 애플리케이션에서 모놀리딕 다이 방식보다 크게 높아진 용량, 리소스, 전력 절감 성능을 발휘하게 될 것이다. 

 

2) 무어의 법칙의 한계를 뛰어넘었다는 것은 무슨 의미입니까?

현재까지 모든 프로세스 노드에서 FPGA는 무어의 법칙에 따라 로직 용량이 두 배가 되면 비용은 절반이었다. 안타깝게도, 단순히 무어의 법칙 증가를 믿는 것만으로는 관리 가능한 소비전력과 파운드리 수율 수준에서 보다 큰 리소스를 요구하는 만족할 줄 모르는 시장의 수요를 더 이상 감당해내지 못한다. 스택 실리콘 인터커넥트 기술은 자일링스가 이러한 문제들을 극복할 수 있는 타당한 프로그래머블 솔루션을 내놓을 수 있도록 해주었다. 

 

3) 두 개 이상의 FPGA를 서로 연결하여 대형의 디자인으로 구현하면 어떠합니까?

이 방식은 3가지의 단점을 갖는다. 첫 번째는 파티션 디자인의 FPGA 사이를 통과해야 하는 복잡한 신호의 네트워크를 연결하고 FPGA를 나머지 시스템에 연결하기에는 사용 가능한  I/O수가 부족하다. 두 번째는 FPGA 사이를 통과하는 신호의 레이턴시는 성능을 제한한다. 세 번째는 표준 디바이스 I/O를 사용하여 다수의 FPGA 사이를 논리적으로 연결하는 일은 불필요한 전력소비를 낳는다.

 

4) 스택 실리콘 인터커넥트 기술을 사용할 때 특별히 열관리에 문제가 있습니까?

없다. 인터포저는 수동소자이기 때문에 FPGA 다이가 소비하는 것 이상의 열은 발산하지 않는다. 따라서 스택 실리콘 인터커넥트 기술 FPGA 디바이스는 이런 커다란 모놀리딕 디바이스가 제조될 수만 있다면 싱글 다이와 유사하다.

 

5) 스택 실리콘 인터커넥트 기술은 믿을 만 합니까?

그렇다. 일반적으로 스택 실리콘 인터커넥트 기술 패키지 아키텍처의 내부 스트레스는 같은 크기의 모놀리딕 플립-칩 BGA 패키지보다 낮다. 얇은 실리콘 인터포저가 효과적으로 내부 스트레스 축적을 디커플링 해주기 때문이다. 그러므로 패키지내의 최대 형태 변형이 감소되어 열-기구적 성능이 개선된다.

 

6) 스택 실리콘 인터커넥트 기술로 만들어진 FPGA는 누가 사용하게 됩니까?

현재 출시되어 있는 것보다 보다 큰 밀도의 FPGA가 필요한 고객이라면 누구라도 스택 실리콘 인터커넥트 기술 FPGA 디바이스를 사용하여 혜택을 누릴 수 있다. 통신, 의료, 테스트 및 측정, 우주항공국방, 고성능 컴퓨팅, ASIC 프로토타이핑 및 에뮬레이션 등의 시장은 이러한 FPGA 활용으로 큰 혜택을 볼 수 있는 시장이다. FPGA와 인접한 PCB 트레이스 전체에서 I/O를 통해 오프 칩을 구동할 필요가 없기 때문에, 과거 다수의 FPGA를 시스템에 사용했던 디자이너는 디바이스간의 연결이 보다 빠르고 전력 소모가 적어진 점에서 혜택을 보게 된다.

 

7) 스택 실리콘 인터커넥트 기술에 대해 자일링스가 제시하고 있는 디자인 가이드라인은 무엇입니까? 

자일링스의 ISE® 디자인 수트는 새롭게 업데이트 된 기능으로 스택 실리콘 인터커넥트 기술 FPGA 디바이스를 디자인하는데 도움이 될 것이다. 몇 가지 디자인 규칙 점검과 소프트웨어 메시지로 사용자에게 FPGA 다이 간의 로직 배치와 라우팅에 대한 지침을 알려준다. 또한, 플랜어헤드(PlanAhead) 및 FPGA 에디터에서 FPGA 디바이스의 그래픽 표현을 강화하여 양방향 디자인 평면 계획, 분석 및 디버그 등을 도와준다. 그리고 사용자에게 디자인 모범사례에 관한 가이드라인을 제공할 애플리케이션 노트가 현재 개발 중에 있다.

 

8) 고객이 직접 디자인을 분할해야 합니까? 아니면 소프트웨어가 대신 그 일을 해주게 됩니까?

사용자의 개입 없이 소프트웨어가 자동으로 디자인을 FPGA 다이에 분배하게 될 것이다.  원한다면 사용자가 특정 FPGA 다이 내에 로직이 존재하도록 평면도를 계획할 수도 있다.  이러한 제약이 없을 때에 소프트웨어 툴은 인터-다이 및 인트라-다이 커넥티비티와 타이밍을 고려하여 지능적으로 관련 로직을 FPGA 다이 내에 배치하는 알고리즘을 가지고 있다.

 

9) 어떤 제품이 스택 실리콘 인터커넥트 기술을 사용하게 됩니까?

버텍스-7 제품군 중 2 백만 로직 셀 용량과 36개 10.3125Gbps 트랜시버를 제공하고 있는 최대 제품인 버텍스®-7 2000T 디바이스가 이 기술을 최초로 구현하게 될 것이다. 최초 출시는 2011년 하반기로 예정되어 있다.

 

9) 자일링스 7 시리즈는 무엇입니까?

2010년 6월에 발표된 새로운 28나노 아틱스™-7 제품군, 킨텍스™-7 제품군, 버텍스-7 제품군은, 혁신적인 전력효율성, 성능/용량, 가격/성능 등을 우수한 확장성 및 생산성과 결합하여 보다 넓은 사용자층과 최종시장 및 애플리케이션에 대해 프로그래머블 로직의 접근성을 높임으로써 자일링스의 타깃 디자인 플랫폼 전략을 확대시키고 있다. 이 7 시리즈 FPGA 제품군은 모두 저전력 고성능에 맞추어 최적화된 28나노 프로세스 기술에서 구현된 통합 아키텍처를 공유하고 있다. 이 고유의 조합으로 50%의 총 전력 감소를 이루어내었고, 가격/성능 2배 향상, 2배 이상의 시스템 성능 증가, 세계 최초 2백만 로직 셀 FPGA(이전 세대와 비교해 용량은 2.5 배 높아짐)가 가능하다. 그 결과, 디자이너는 28나노 제품군 전체에서 시스템 성능, 용량, 비용 등에 맞추어 전력 예산 내에서 손쉽게 애플리케이션을 확장할 수 있다.

 

11) 자일링스 7 시리즈 FPGA는 소프트웨어에서 언제 이용할 수 있습니까?

새로운 FPGA 제품군을 지원하는 조기 액세스 ISE® 디자인 수트 소프트웨어는 한정된 얼리 어답터 고객 및 파트너에게 선적되었다.