«Tar av» med 20 nm rom-FPGA

Det er Xilinx, Inc. som nå lanserer industriens første 20-nanometer (nm) romkvalifiserte FPGA, med full strålingstoleranse og høy ytelse for satellitt- og romfartsapplikasjoner. Den nye 20nm strålingstolerante (RT) Kintex UltraScale XQRKU060 FPGAen skal muliggjøre ubegrenset rekonfigurering i bane, mer enn 10 ganger økning i digital signalprosesseringsytelse, og skal være egnet for en nyttelastapplikasjoner med sin komplette strålingstoleranse over alle banehøyder. 

XQRKU060 bringer også høy-ytelse maskinlæring (ML) til verdensrommet for første gang. En mangfoldig portefølje av ML-utviklingsverktøy som støtter industristandard rammeverk, inkludert TensorFlow og PyTorch, muliggjør akselerasjon av nevrale nettverk for sanntids ombord-prosessering i verdensrommet med en komplett "prosess og analyse" løsning. Komponentens kompakte, energieffektive prosessering med skalerbar presisjon og stort innebygd minne, gir 5,7 tera-operasjoner per sekund (TOPs) med topp INT8-ytelse optimalisert for dyp læring, en nesten 25X økning sammenlignet med forrige generasjon, ifølge Xilinx.

Den nye 20 nm komponenten bygger på Xilinx’ erfaring med 65nm romkomponenter, og ligger ifølge selskapet foran konkurrentene med tre nodegenerasjoner. 

– Den 20nm RT Kintex UltraScale FPGA overgår alle industristandarder, og danner en ny referanse for å kunne møte behovene for prosesseringskraft og hastighet i kommende romfartsprogrammer, sier systemarkitekt Minal Sawant i Xilinx.    

Rekonfigurasjonsegenskapene i bane, sammen med sanntids innebygd prosessering og ML-akselerasjon, lar satellitter oppdatere i sanntid, levere video-on-demand og utføre prosessering «på sparket» for å behandle komplekse algoritmer . ML-egenskapene er egnet til en rekke problemer som spenner fra vitenskapelig analyse, til objektdeteksjon og bildeklassifisering - for eksempel skydeteksjon - som muliggjør forbedret prosesseringseffektivitet og redusert beslutningsforsinkelse både i verdensrommet og på bakken. Etter hvert som protokoller og applikasjoner gradvis endres, tillater den adaptive prosesseringsarkitekturen til XQRKU060 ifølge Xilinx ubegrensete rekonfigurasjonsmuligheter i bane, for å gjøre det mulig for kunder å utføre produktoppdateringer i siste øyeblikk før oppskyting, samt etter at de har blitt plassert i bane.

XQRKU060 skal tilby omfattende DSP-funksjoner som er optimalisert for kompakt energieffektiv prosessering. Den er utstyrt med 2760 UltraScale DSP-skiver og skal gi opptil 1,6 TeraMACs signalprosesseringskraft, mer enn 10 ganger økning sammenlignet med forrige generasjon, samt store effektivitetsgevinster for flyttallsberegninger. Den økte prosesseringskraften i verdensrommet er parret med massiv I/O-båndbredde fra 32 høyhastighetstransceivere (SerDes) som kan kjøre opp til 12,5 Gbps for å levere 400 Gbps samlet båndbredde.