台積客戶賽靈思推 20 奈米抗輻射 FPGA,首次將機器學習帶上太空

作者 | 發布日期 2020 年 05 月 21 日 17:40 | 分類 國際貿易 , 晶片 , 處理器 Telegram share ! follow us in feedly


台積電重要客戶之一的 FPGA 大廠賽靈思(Xilinx)於 21 日宣布推出業界首款 20 奈米航太規格 FPGA,為衛星和太空應用提供全面的抗輻射性、超高傳輸量與頻寬效能。預計藉由全新的 20 奈米抗輻射 Kintex UltraScale XQRKU060 FPGA 來提供了真正的無限在軌(on-orbit)可重組能力,達到數位訊號處理效能提升達 10 倍以上效能,使之成爲酬載應用的理想選擇,同時在所有軌道上皆具有完全的抗輻射性。

賽靈思指出,XQRKU060 亦將高效能機器學習首次帶上太空,它不僅支援 TensorFlow 和 PyTorch 等業界標準框架的多種機器學習開發工具,更透過完整的「處理與分析」解決方案,為太空中的即時機上處理提供神經網路推論加速。此外,XQRKU060 具有可擴展精度和大型內建記憶體,能執行密集且節能的運算,並針對深度學習優化的 INT8 提供效能峰值每秒 5.7 兆次運算,較上一代產品增加近 25 倍。

另外,有賴於賽靈思在空間領域的優勢及高度成功的 65 奈米航太規格元件,此次為太空應用而推出的 20 奈米元件使航太工業的製程向前推進了三個世代。它顯著減小了元件尺寸、重量和耗能,並具有強大的抗輻射性。XQRKU060 做為一款具有航太規格彈性的元件,可以幫助客戶應對惡劣太空環境中各種短期和長期任務。

賽靈思強調,XQRKU060 是業界唯一真正的無限在軌可重組解決方案,其在軌可重組能力結合即時機上處理與機器學習加速功能,使衛星可以即時更新、提供隨選視訊,並且在飛行中執行即時運算以處理複雜的演算法。此機器學習的功能適用於科學分析、物體偵測和圖像分類等各種問題。以雲層探測為例,不論是在太空中或地面上,XQRKU060 都能提高處理效率並減少決策延遲。隨著各項協議和應用不斷演進,XQRKU060 的自行調適運算架構允許無限制的在軌重組,讓客戶在衛星發射前,甚至是已經部署於軌道後,都能進行最即時的產品更新。

另外,XQRKU060 針對密集型節能運算進行優化,提供優異的 DSP 能力。它配備了 2,760 個 UltraScale DSP slices,並能提供高達 1.6 TeraMAC 的訊號處理運算能力,較上一代產品增加了 10 倍以上,顯著提升浮點運算的效率。更高的空間中運算能力有賴於 32 個高速收發器 的超高 I/O 頻寬,可以在高達 12.5Gbps的速度下提供 400Gbps 的頻寬調配。

而 XQRKU060 還具有堅固的 40×40 毫米陶瓷封裝,能夠承受發射過程中的振動和操作,以及惡劣軌道環境中的輻射效應。該架構採用創新的設計以減輕單粒子效應,進而滿足業界對所有軌道的需求,包含近地軌道、中地球軌道、地球同步軌道和深太空任務。賽靈思預計自 2020 年 9 月開始的 B 級和 Y 級測試流程中,提供 20 奈米抗輻射 Kintex UltraScale 航太規格 XQRKU060-1CNA1509 FPGA 飛行元件,而機械樣品和原型單元現已上市。

(首圖來源:賽靈思提供)