Xilinx、クラウド、ビジョン、IIoT、5Gのメガトレンドに�官�����す
FPGAメーカーのXilinxがARMコアのCPU、GPU、メモリなどを集積したSoCである、「Zynq」に加え、FPGAアクセラレータ応��と共に、四つのメガトレンド(図1)に�官�できる���Uを�Dえた。すなわち、クラウドコンピューティング、組み込みビジョンシステム、工業��IoT、そして5Gモバイルネットワークに向けた�官���を��したことになる。
図1 Xilinxが採り込む4つのトレンド 出�Z：Xilinx
XilinxのZinqは、�k般的なCPUやASIC�v路、メモリにFPGAを集積したもの。CPUを内�鼎靴討い襪燭瓮愁侫肇Ε┘��官�が可�Δ覆Δ┐�、ハードウエアでカスタマイズしたい場合はFPGAで差別化�v路を設��できる。同社は、�O社の����ポートフォリオを「オールプログラマブル」と�}んでいる。また、差別化�v路やソフトウエアで独�Oのアルゴリズムを作る場合にプログラミングモデルも開発するためのSDxと�}ぶソフトウエア定�Iの設��環境も提供する。これによって、スマーター(より賢く)、コネクテッド（インターネットと接��）、差別化の�_要な��つのファクタを�eつ����を作るサポートを行う。
四つのトレンドの内、クラウドでは、ストレージとネットワーキング、コンピューティングをさらに高�]化するアクセラレータを�eつため、CCIx（Cache Coherent Interconnect for Accelerators）インターフェースの仕様策定に向け、コンソーシアムを組むことを5月に発表していた。これは、ARMコアとPower、X86の�Qアーキテクチャをサポートするインターフェースの仕様であり、異なるISA（命令セットアーキテクチャ）で動作するプロセッサがアクセラレータとメモリ（HBM）を共�~できるようにするシステムである。つまり、ARMプロセッサとx86、あるいはコグニティブコンピューティングのPowerアーキテクチャ、どのアーキテクチャでもアクセラレータは同�kメモリを共�~できるようになる。エコシステムを構成している(図2)。
図2 CCIxインターフェースのエコシステム 出�Z：Xilinx
HBM（High Bandwidth Memory）は�H数のDRAMをTSVで接��してスタックする�\術である。クラウドサーバーやスーパーコンピュータなど、データセンターで使うコンピュータをさらに�]くするためのアクセラレータを使うシステムでは、DRAMモジュールはもはや���I肢に残らず、HBMで高�]化することでI/Oのボトルネックを解消する(図3)。TSVの��長を最も�擇�せる応��となる。
図3 FPGAにHBM3次元メモリを搭載したシステム 出�Z：Xilinx
アクセラレータは、CPUへの負担を��らすために設ける演�Q専��の�v路であるが、FPGAで作��すれば、CPUのタスクから独立しているため、CPUの負荷をかけずにシステムを高�]化できる。データセンターではアクセラレータとしてFPGAを使うケースが�\えている。Xilinxによると、世�cのトップ7�j�j��模のデータセンターの内、3社が採��し、2社が�h価中だとしている。
データセンター��のアクセラレータやGPUなど、CPUを��う形のプロセッサはCPUとメモリを共�~していなければ、キャッシュとしてのヒット率が下がり演�Q�]度はぐっと落ちてしまう。このため、CCIxはオープンな組�Eだが、設立される�iにIBMはPower 8を使った同様なメモリ共�~のためのCAPI、nVidiaはNVLinkインターコネクトというプロトコルを���Tしていた(参考�@料1)。XilinxはCAPIもサポートすると述べている。
Xilinxは、FPGAだけではなく、CPUやメモリGPU、FPGA�v路を集積したSoCにも��を入れていく。演�Q主��のアクセラレータではFPGAで専��演�Q�_に向けるが、それ以外のトレンド、ビジョンシステムやIIoT、5Gモバイル通信ネットワークでは、同社の代表的なSoCであるZynqに��を入れる。ビジョンシステムは、クルマや工場などで����を認識し、分析するためにCPUとFPGAを�W��するだけではなく、�H数のイメージセンサを統合するセンサフュージョン(センサハブともいう)にも使う。
IIoTでは、工場の�攵奟率、飛行機の�\料�Jの�I約などの�`的でIoTを�W��し、リアルタイムでデータ解析し、顧客の価値を創�]する。例えば、FPGA�v路でセンサフュージョンを構成し、データ解析はARMコアで行う。さらに�W��性とセキュリティも確保するための�v路も内�鼎垢襦�
5Gの通信システムでは、データレートの高�]化(最�j10Gbps)だけではなく、低����(レイテンシ1ms)、そして低消�J電��、という要求性�Δ�ある。ZynqのようなCPUとFPGAで、それぞれソフトウエア、ハードウエアで要求性�Δ鮗存修靴討い�。5Gワイヤレスシステムの試作にはすでにFPGAが�H��されている。5Gはまだ��格が流動的である�屬法��Q国の��容周�S数帯域がバラバラであるため、FPGAでもCPUでもフレキシブルに�官�できる。
半導��プロセスとしてのインパクトは、これらの4�jトレンドの他にある。Xilinxは10nmをスキップしていきなり7nmプロセスに飛ぶという。Xilinx����は、28nmから20nm、16nmへと実績を積んできたが、この後は10nmへ行かずに7nmへいく。���]はもちろん、TSMCが担当する。
参考�@料
1. Chip Upstarts Get Coherent with Hybrid Compute, The Next Platform (2016/05/23)
