ヘテロジニアス・システムインパッケージ (SiP) 製品は、FPGA の柔軟性と、各種先端コンポーネントを 1 つの高集積パッケージに統合しています。

インテル® Stratix® 10 MX FPGA

インテル® Stratix® 10 MX FPGA は、メモリー帯域幅の課題に対処し、ハイパフォーマンス・コンピューティング (HPC)、データセンター、ネットワーク機能仮想化 (NFV)、放送機器向けアプリケーションの高速化を実現します。

ヘテロジニアス・システムインパッケージ・インテグレーション

ヘテロジニアス・システムインパッケージ (SiP) 製品は、FPGA と高度な各種コンポーネントを 1 つの高集積パッケージに統合した半導体製品です。 FPGA ベースの SiP 製品は、次世代プラットフォームにおいて要求が高まっている帯域幅の拡張、柔軟性の向上、および機能の強化と同時に、消費電力プロファイルやフットプリント要件の引き下げに対処します。  

FPGA ベースの SiP アプローチは、従来の実装手法より多くの利点をシステムレベルで提供します。

ヘテロジニアス SiP 製品は高密度に統合された半導体製品です。インテルの SiP 製品の中核にあるものはモノリシック FPGA です。これが、システム要件を満たすためにユーザーの最終システムをカスタマイズおよび差別化する能力をユーザーに提供します。その他、以下のようなシステムレベルの利点があります。

  • 帯域幅の拡大: EMIB を使用した SiP 実装により、FPGA とコンパニオン・ダイ間で高密度のインターコネクトを実現します。この配置の結果、SiP コンポーネントが高帯域幅で接続されます。
  • 消費電力の低減: コンパニオン・ダイ (メモリーなど) は、可能な限り FPGA の近くに配置されます。これにより、FPGA とコンパニオン・ダイの間のインターコネクト・トレースが極めて短くなって駆動に要する電力が抑えられ、全体の消費電力が低減されるとともにワット当たりの性能が最適化されます。
  • フットプリントの縮小: 単一パッケージにコンポーネントをヘテロジニアスに統合できるので、フォームファクターが縮小されます。貴重なボードスペースを節約し、ボードの層数と全体的な構成部品 (BOM) コストを削減します。
  • 機能の強化: SiP では、コンポーネントがパッケージ内にすでに実装済みなので、PCB レベルでの配線の複雑さを軽減します。
  • プロセスノードの混在: SiP は、異なるダイ形状、シリコン・テクノロジーを組み込む機能を強化します。最終的に、高い柔軟性とスケーラビリティーによる使いやすいソリューションを実現できます。
  • Time to Market の短縮: SiP では、すでに実績のあるテクノロジーを統合し、製品バージョン間で共通するデバイスやタイルを再利用することによって「Time to Market」を短縮できます。この実装は、貴重な時間とリソースを節約して「Time to Market」を迅速化します。

EMIB を使用したチップレベルの実装

画期的な Embedded Multi-Die Interconnect Bridge (EMIB) テクノロジーが、アナログ、メモリー、ASIC、CPU など、システムに不可欠なコンポーネントの効果的なインパッケージ実装を可能にします。EMIB は、ほかのインパッケージ実装テクノロジーよりシンプルな製造フローを提供します。 EMIB では、シリコン貫通ビア (TSV) や専用のインタポーザー・シリコンを使用する必要がありません。その結果、性能がより高く、複雑さが抑えられ、シグナル・インテグリティーとパワー・インテグリティーが優れ、高集積のシステムインパッケージ製品を実現できます。インテルの EMIB テクノロジーの詳細については、インテルの Custom Foundry ウェブサイト (http://www.intel.com/content/www/us/en/foundry/emib.html、英語) を参照してください。

従来のアプローチ

  • チップ間帯域幅に限界がある
  • システム消費電力が大きすぎる
  • フォームファクターが大きすぎる

ヘテロジニアス SiP アプローチ

  • 帯域幅の拡大
  • 消費電力の低減
  • フォームファクターの縮小
  • 機能の強化
  • 異なるプロセスノードの混在が可能

メモリー

パッケージ内にニアメモリーを持った FPGA

インテルのニア・メモリー・ソリューションでは、高集積度の DRAM が同一パッケージ内で FPGA に隣接して統合されています。 この構造により、従来のメインメモリーの最大 10 倍の帯域幅で、はるかに高速にインパッケージ・メモリーにアクセスすることができます。また、このニアメモリー構成は、ボード面積も縮小しながら FPGA とメモリー間のトレースを短縮し、システム消費電力も低減します。

DRAM システムインパッケージ (SiP) ソリューションは、高帯域幅メモリー 2 (HBM2) を利用してデータセンター、放送、ワイヤーライン・ネットワーキング、高性能コンピューティング・システムなど、増加の一途をたどるデータ量を処理する高性能システムのメモリー帯域幅に関するボトルネックを解消します。

HBM2 DRAM

HBM2 DRAM は、シリコン貫通ビア (TSV) テクノロジーによって複数の DRAM ダイを積層した 3D メモリーです。HBM2 DRAM は、ディスクリート DDR ベースのソリューションより高いメモリー帯域幅、低いシステム消費電力、小さなフォームファクターによって高いワット当たり帯域幅を提供します。

インテル® Stratix® 10 MX デバイスは、HBM2 タイルを高性能モノリシック 14nm FPGA ダイに隣接して集積し、ディスクリート DRAM ソリューションの 10 倍を超えるメモリー帯域幅を提供します。