Forum: FPGA, VHDL & Co. FPGA Technische Daten - Herstellerangaben


von FPGAStudent (Gast)


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Hallo Miteinander,

ich schreibe gerade eine Arbeit über FPGAs. Dazu haben sich ein paar 
Fragen ergeben.

Auf der Seite von ITRS habe ich zukünftige Fertigungstrends im Bezug auf 
den Technologieknoten gefunden. Da gibt es Flash-HalfPitch und 
DRAM-Halfpitch. Welchen der beiden Knoten kann ich im Bezug auf FPGAs 
anwenden?

Der FPGA Hersteller Xilinx beschreibt in seinem Datenblatt der Virtex 7 
Serie, dass Modell XC7V2000T von 1.954.560 logic cells und 305.400 
slices CLB.
Wie kann ich das im Bezug auf verwendete Gatter und Transistoren 
interpretieren. Das Gatter entspricht glaub ich einen NAND mit 2IN und 
1OUT.
Dazu brauch es 4 Transistoren. Aber wo bekommen ich die Gatteranzahl 
heraus?

Danke für die Hilfe :-)

LG

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Du bekommst die tatsächliche Gatteranzahl eines FPGA nur heraus. Du 
bekommst bestenfalls einen Schätzwert für "Gatteräquivalente" Zahlen. 
Das ist eine Zahl, wie viele Harter du brauchen würdest, wenn du eine 
bestimmt Schalltung diskret aufbauen wolltest...
Aber in einem FPGA sind viele Gatter nur für die Konfiguration und das 
Routing zuständig und werden in diese Zahlen nicht aufgenommen.

Fazit: für ein aktuelles FPGA ist die Transistoranzahl so interessant 
und aussagefähig wie die Anzahl der für das Silizium benötigten 
Sandkörner ...

von bko (Gast)


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falls es hilft: Xilinx mit (Marketing?) Weltrekord - 6.8 Milliarden 
Transistoren,
http://en.wikipedia.org/wiki/Transistor_count

von FPGAStudent (Gast)


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Vielen Dank für die Hilfe. Wollte nur die Transistoranzahl im Vergleich 
stellen, damit man den technischen Fortschritt im Vergleich zu früher 
sehen kann.

Vielleicht kann mir noch jemand sagen, welchen Technologieknoten man 
anwenden kann von der ITRS Roadmap.

LG und nochmals Danke!

von LogicX (Gast)


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Die ITRS bietet nicht nur DRAM und Flash Half-Pitch, sondern auch den 
MPU Halfpitch für Prozessoren und ASIC (irreguläre Strukturen).
Ich nehme an, dass Du damit am Besten fahren wirst.

Hast Du in die Proceedings der einschlägigen Konferenzen geschaut? (FPL, 
ACM FPGA, ...)

von Leonard Lebewohl (Gast)


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>falls es hilft: Xilinx mit (Marketing?) Weltrekord - 6.8 Milliarden
Transistoren,

Wobei das alle transitoren sind, nicht nur die die als programmierte 
gatter ihren job tun. zur jahrtausendwende hiess es, das eine Softcore 
CPU auf einem FPGA 10mal soviel Fläche (gatteräquivalente) benötigt wie 
die entsprechende Hardcore-CPU. Deshalb sprengen Softcores von 
Standard-CPU#s wie der gute alte Motoraola 68000 schon mal die kleineren 
FPGA's, da muss dann eine FPGA-angepasste Implementierung benutzt 
werden. Siehe 
http://www.mikrocontroller.net/articles/Retrocomputing_auf_FPGA#FPGA-Auswahl

MfG

von Leonard Lebewohl (Gast)


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bko schrieb:
> falls es hilft: Xilinx mit (Marketing?) Weltrekord - 6.8 Milliarden
> Transistoren,
> http://en.wikipedia.org/wiki/Transistor_count

So, ich hab mal ein bißchen nachgegeraben und bin auf diesen deutschen 
Artikel gestoßen:

http://www.hanser-automotive.de/aktuelle-branchen-news/article/xilinx-fpga-mit-68-millarden-transistoren.html

Also die angabe bezieht sich auf einen Virtex7-2000T, der wohl 2 
Millionen LogikGatter (entsprechen 10 Mio ASIC-Gatter?) mitbringt, -> 
heisst das das Xilinx für ein gatter so um die 1000 Transistoren 
braucht?!

Mit dem Tranisitorcoutn ist es wie mit den MIPS:

MIPS   ... Meaningless Information Performed by Salesmen  oder auch
MIPS   ... Meaningless Indication of Processor Speed

MfG,

von Leonard Lebewohl (Gast)


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Interessant das theoretische Maximum für einen solchen 23x23 Die liegt 
bei 3.8 Millarden. Um das zu überbieten quetscht Xilinx mehrere in ein 
Gehäuse -> 
http://www.i-micronews.com/upload/pdf/3DPackaging_Nov.2011_AC.pdf

Also genaugenommen ist das nicht "1 Chip" mit 6.8 Mrd Tranistoren. Und 
wie man diesen FPGA unter Voll-last kühlen kann wird auch nicht 
verraten.
Scheint mir eher ein Kanditat für "die teuerste Heitzplatte der Welt" zu 
sein.

MfG

von Ingenieur (Gast)


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Leonard Lebewohl schrieb:
> das das Xilinx für ein gatter so um die 1000 Transistoren
> braucht?!
komme ich nicht ganz mit

als echtes UND-Gatter benötigt man 4 Transistoren für ein treibendes 
NAND und einen treibenden Inverter. Als Sparversion mit geht es auch mit 
2+2.

Wo Xilinx richtig investieren muss, sind die Interconnections. Dort 
alles mit allem verschaltbar zu machen, ist das Problem.

von Fpgakuechle K. (Gast)


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Ingenieur schrieb:
> Leonard Lebewohl schrieb:
>> das das Xilinx für ein gatter so um die 1000 Transistoren
>> braucht?!
> komme ich nicht ganz mit
>
> als echtes UND-Gatter benötigt man 4 Transistoren für ein treibendes
> NAND und einen treibenden Inverter. Als Sparversion mit geht es auch mit
> 2+2.


Leonard weist auf einen Widerspruch in den Xilinxzahlen hin und warnt 
den TO Äpfel mit Birnen zu vergleichen.

Xilinx sagt "wir haben dier einen FPGA mit 6.8 Mrd Transitoren - damit 
kann man eine Digitalschaltung entsprechend 10 Mio ASIC-Gattern bauen"

Daraus folgt mittel überschlägiger Division das auf diesem Xilinx Chip 
ca 700 Transistoren benötigt ein ASIC-Gatter als programmierbare Logik 
nachzubilden. Natürlich benötigt man weit weniger Transistoren für einen 
nichtprogrammierbaren ASIC. Genau das ist der Punkt - man kann nicht 
FPGA's und ASICS anhand ihrer transitorcounts vergleichen. Bei gleicher 
Transitorenanzahl realisiert ein FPGA weit weniger Logik als ein ASIC.

> Wo Xilinx richtig investieren muss, sind die Interconnections. Dort
> alles mit allem verschaltbar zu machen, ist das Problem.

Nein die Interconnects verbinden nicht alles mit allem, sondern nur 
innerhalb einer "tile". Bei CPLD's wars noch alles mit allem, diese 
Zeiten sind vorbei. Deshalb sind die propagation delays auch so 
unterschiedlich, je nach anzahl der "Tiles" die verknüpft sind und 
welche Haken das Routing zwischen diesen schlagen muß.

MfG,

von Grendel (Gast)


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Bei den rohen Transistorzahlen vom FPGA sind nicht nur Logik + 
Interconnect mit dabei, da sind auch so Sachen wie BRAM, DSP, Clock, 
Transceiver und I/O mit drin.
Alleine die BRAM Speicherzellen bei Virtex-7 machen mal eben um die 200 
- 300 Millionen Transistoren.
Also einfach die Transistorzahl mit Zahl der Logikzellen zu vergleichen 
ist quatsch.

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