Blocos Personalizados eFPGA da Achronix: Impulsionando Sistemas de Dados Ultra-Rápidos

Há mais de uma década, acompanho a evolução da Achronix — desde tecidos FPGA assíncronos pioneiros até as atuais soluções embutidas de ponta que entregam desempenho rivalizando com dispositivo síncrono de 2 GHz, mas com gama de aplicações muito mais ampla.

Em 2013, a Achronix lançou a família Speedster de FPGAs standalone de alto desempenho e alta densidade, visando cargas de trabalho especializadas. Três anos depois, o portfólio Speedcore expandiu para incluir o Speedcore, um eFPGA (FPGA embutido) de alto desempenho que pode ser integrado diretamente em um System-on-Chip (SoC). Essa integração entrega desempenho superior enquanto reduz drasticamente o consumo de energia comparado a um FPGA standalone acoplado a um processador.

(Fonte: Achronix)

O Speedcore oferece uma biblioteca de blocos pré-definidos — Lógica, DSP, BRAM e LRAM — organizados em colunas. Desenvolvedores podem personalizar a altura do tecido (número de blocos por coluna), largura (número de colunas) e mistura (distribuição de tipos de blocos). Essa flexibilidade permite que designers adaptem o silício à mistura exata de lógica, DSP e memória necessária para uma dada carga de trabalho.

Blocos Speedcore (Fonte: Achronix)

Da mesma forma que engenheiros de software fazem profiling de código para identificar gargalos, a Achronix fornece mecanismo para designers de hardware identificarem e rigidificarem restrições recorrentes de performance ou área. O resultado é um bloco personalizado que pode ser integrado ao tecido Speedcore como se fosse um bloco nativo.

Desenvolvedores podem especificar a "mistura" do tecido Speedcore (Fonte: Achronix)

Uma ilustração prima dessa capacidade é o kernel de reconhecimento de objetos YOLO (You Only Look Once) usado em sistemas de detecção em tempo real. Ao rigidificar a rotina de multiplicação de matrizes em um bloco personalizado Speedcore, a Achronix alcançou redução substancial de área do die mantendo desempenho de pico.

Redução de área de rede convolucional de IA (Fonte: Achronix)

A suíte de design ACE da Achronix suporta totalmente todo o fluxo de trabalho de bloco personalizado — desde captura de design até geração de bitstream e depuração de sistema. A GUI do ACE para cada bloco personalizado reforça regras de configuração, enquanto seu motor de timing garante que toda configuração atenda metas rigorosas de desempenho. O analisador lógico embutido SnapShot capacita ainda mais designers a definir gatilhos complexos e observar sinais em tempo de execução dentro de dispositivos Speedcore.

Para saber mais sobre Speedster, Speedcore e blocos personalizados Speedcore, visite o site da Achronix.