智能邊緣以及IoT應用面臨的挑戰與日俱增。首先，越來越多的應用都希望在本地進行AI分析，對于更高性能的嵌入式器件提出了要求；第二，不斷增加的傳感器數據、DSP計算、網絡帶寬，都需要更高的吞吐量；第三，多數設備在電池供電的情況下，需要更高的功率效率；第四，不只是消費IoT領域，工業和醫療IoT市場競爭加劇，成本優化的壓力與日俱增；第五，在手持設備、靈活部署與安裝的需求之下，邊緣和終端微型化正滲透各個市場。

直面五大全新挑戰，賽靈思（Xilinx）宣布擴展其 UltraScale+產品組合，推出新款Zynq UltraScale+ SoC和Artix UltraScale+FPGA系列，前者專門針對功耗與成本優化，后者可支持高 I/O 帶寬和 DSP 計算優化。兩款最新產品均基于16nm技術，采用臺積電 InFO（Integrated Fan Out，集成扇出）封裝技術，可通過緊湊的封裝提供高計算密度、更高的性能功耗比以及可擴展性。

據Xilinx工業、視覺、醫療及科學（ISM）市場總監Chetan Khona介紹，Xilinx全新產品外形尺寸較傳統芯片封裝縮小了70%，能夠滿足工業、視覺、醫療、廣播、消費、汽車和互聯市場等更廣泛的應用領域。

16nm UltraScale+擴充SoC和FPGA新成員

Zynq UltraScale+ SoC系列，在原有ZU2與ZU3的基礎上推出了最新的ZU1器件。ZU1采用基于異構 Arm處理器的多核處理器子系統，同時還能遷移至普通封裝尺寸以支持更高算力，針對邊緣連接及工業和醫療物聯網系統應用，包括嵌入式視覺攝像頭、AV-over-IP 4K和8K 就緒流媒體、手持測試設備，以及消費和醫療應用等，ZU1在功耗和成本方面進行了優化。

Chetan Khona表示，Zynq系列于2015年推出，Xilinx用戶在工業視覺和醫療領域的新設計中，有三分之二都是從Zynq開始的，該系列集成度高，且能夠提供更高的靈活性。隨著用戶對更小器件尺寸、成本敏感型設計的需求越來越多，新款ZU1器件應運而生。除了在尺寸、成本方面的優化，ZU1的功耗表現也可圈可點，靜態功耗比ZU2低40%。

“大型和小型的Zynq UltraScale+之間，最大的區別在于可編程邏輯器件的數量。Zynq在市場上比較受歡迎的原因是因為對處理器的子系統沒有做出任何改變，許多軟件、驅動設計都沒有變化，原有的軟件、編碼等可以直接重復使用，這也有利于ZU1下一步的部署和使用”， Chetan Khona表示。

Artix UltraScale+ 是全新的FPGA系列，專為高 I/O帶寬和 DSP 計算打造，提供了每秒 16Gb 的收發器，可以支持互聯、視覺和視頻領域的新興高端協議，與此同時還能實現更好的 DSP 計算功能。可用于搭載高級傳感器技術的機器視覺、高速互聯以及超緊湊“8K 就緒”視頻廣播。

Chetan Khona強調，Artix在計算密度上追求極致，具有30.9 萬個系統邏輯單元、1200個DSP片。該系列進一步補足了Xilinx 16nm UltraScale+系列的可擴展性，至此，Artix、Kintex、Virtex三大系列分別針對成本敏感型、價格/性能功耗比、高性能和邏輯密度比，形成從低到高端的完整覆蓋。

安全性也是新系列關注的重點，Artix和Zynq系列的新款器件都具備與 UltraScale+ 平臺同樣健全的安全功能，包括 RSA-4096 認證、AES-CGM 解密、數據保護法（ DPA ），以及Xilinx專有的Security Monitor（SecMon，安全監測）IP，滿足商業項目的各種安全需求。

差異化優勢滿足智能邊緣三大需求交匯

面對智能邊緣多樣的計算需求，包括CPU/GPU/NPU/DSP/FPGA的異構架構正在崛起，FPGA的優勢是什么？

Chetan Khona認為，以工業、醫療為典型代表的智能邊緣應用中，主要有三大需求，首先對芯片的生命周期、性能、可靠性、安全性、散熱性和低功耗等，有最基本的要求；其次是低時延，可以想象一下，在工廠自動化的生產線上，很多電機都是同步作業，不能有任何脫節；除了這兩個傳統要求之外，第三個新的需求越來越多，即實時的AI推理。

這三大需求在很多場景中要同時滿足，缺一不可。Chetan Khona補充，Xilinx能夠將這三方面要求綜合成一個器件去實現，這是Xilinx獨有的差異化優勢。他表示，抓住三大需求的交匯點——即AI推理對于實時決策的處理需求，正在成為Xilinx在工業、醫療等智能邊緣應用中的全新優勢。
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