머신러닝 및 인공지능(AI)에 대한 투자 수요와 더불어 오늘날 시스템에서 데이터 처리에 대한 수요가 증가하고 광범위한 빅데이터 분석의 통합이 증가함에 따라 FPGA(Field Programmable Gate Array) 기술과 시장이 가속되고 있다.

지난 8월 자일링스는 세계에서 가장 큰 FPGA인 버텍스(Virtex) 울트라스케일+(UltraScale+™) VU19P를 출시하고, 16나노(nm) 기반 버텍스 울트라스케일+ 제품군을 확장했다.

350억개의 트랜지스터를 갖춘 'VU19P'는 단일 디바이스 상에서 전례 없이 가장 높은 로직 밀도와 가장 많은 수의 I/O를 제공함으로써 미래의 최첨단 ASIC 및 SoC 기술은 물론, 테스트 및 측정, 컴퓨팅, 네트워킹, 항공우주, 방위 관련 애플리케이션 분야의 에뮬레이션 및 프로토타이핑이 가능하다.

이는 단지 실리콘 기술에 국한되는 것은 아니며, 이를 지원하는 검증된 견고한 툴 플로우와 IP도 함께 제공된다. 이는 새로운 FPGA 표준을 수립한 것으로 보인다.

마이크로소프트는 인텔의 FPGA를 통해 AI와 딥러닝을 적용해 빙(Bing)의 검색 엔진 기능을 향상 시켰다. 이 플랫폼은 상황 인식 및 검색의 의미를 통해 검색 결과 대신 답변을 제공할 수 있다.

인텔은 지난 4월 FPGA 용 IP 및 맞춤형 솔루션 공급 업체인 Omnitek을 인수했다. 이는 주요 시장에서의 입지를 강화하고 시장에 완전한 솔루션을 제공하려는 인텔의 전략에 기인한다.

Omnitek는 IP를 통한 비디오, 프로젝터 비디오 처리, 비디오 회의 및 AI 회의와 같은 워크로드를 위한 비전, 비디오 및 이미지 처리 솔루션을 전문으로 하며, SIC와 ASSP를 FPGA로 대체하는 광범위한 IP를 개발하기도 했다.

시장조사기관 글로벌 마켓 인사이트(Global Market Insights)의 지난 15일 발표된 조사보고서에 따르면 글로벌 FPGA 시장 규모는 오는 2026 년까지 130 억 달러(약 15조 1천억원)를 넘어설 것으로 예상하고 있다.

현재, FPGA는 가장 복잡한 SoC의 프로토타이핑 및 에뮬레이션은 물론, AI, 머신러닝, 비디오 프로세싱 및 센서 융합에 사용되는 새로운 복잡한 알고리즘들을 개발할 수 있으며, 이 장치는 향상된 데이터 처리 기능을 제공하여 클라우드 컴퓨팅 응용 프로그램에서의 사용을 용이하게 한다.

또한 FPGA 디바이스는 CPLD(Complex Programmable Logic Devices) 및 ASP(Application Specific Standard Product) 보다 선호된다. 이러한 장치는 모듈이 아닌 구성에 따라 칩의 기능이 달라지므로 구성 요소 제조업체에 대한 종속성을 줄이는 데 도움이 되므로 더 오래 동안 가용성을 향상시킬 수 있기 때문이다.

특히, 회로의 구현 및 설계 후에 재구성할 수 있어 광범위한 응용 분야에서 유연하게 사용할 수 있다. 이 반도체 칩은 구성 가능한 여러 논리 블록으로 구성되며, 필요한 기능을 기반으로 사용자 지정할 수 있다.

플래시 기반 아키텍처는 SRAM에 비해 더 안정적...

FPGA의 플래시 기반 아키텍처는 플래시를 SRAM이 없는 구성 스토리지의 핵심 리소스로 사용한다. 이 기술은 전력 소비가 적고 신뢰성이 높으며 방사선 효과에 대한 높은 내성과 같은 여러 가지 이점을 제공하므로 네트워킹, 방위 및 항공 우주, 데이터 통신 및 기타 응용 프로그램에 이상적이다.

플래시 메모리 셀의 감소와 플래시를 고급 논리 프로세스에 통합하는 기능은 시장에서 플래시 장치의 성능을 향상시키며, 플래시 기반 어레이는 SRAM에 비해 외부 구성 메모리가 필요하지 않기 때문에 전력 소비와 시스템 설치 공간을 줄인다.

FPGA 시장에서 28nm-90nm 공정 기술로 적당한 성장 기회 제공...

45nm FPGA 프로세스 기술은 전력 소비 및 PCB 복잡성을 줄이고 저렴한 시스템과 더 나은 신뢰성을 제공하는 데 사용된다.

그러나 45nm 기술의 주요 관심사는 트랜지스터 크기를 줄이고 막대한 전력 감소가 필요한 경우 동적 전력을 증가시키는 것으로 작은 형상으로의 마이그레이션은 높은 통합 및 향상된 성능을 제공한다.

마찬가지로 28nm 공정 기술은 저전력 보조 장치에 최적화 된 고성능 공정을 제공하여 응용 분야의 용량, 성능 및 유연성을 향상시킨다. 예를 들어, Xilinx는 Virtex-7을 제공하여 시스템에 향상된 I / O 대역폭 및 DSP 대역폭을 제공하며 휴대용 레이더, 10G-100G 네트워킹 및 ASIC 프로토타이핑에 이상적으로 사용할 수 있다.

시장 점유율이 높은 고 범위 FPGA...

고 범위 FPGA 디바이스는 보다 빠르고 위험이 적으며 생산성이 높은 고성능 및 최신 제품을 제공할 수 있다. 이 장치는 군사, 무선 및 유선 통신 및 방송을 포함한 다양한 시장에 적용된다.

예를 들어, 인텔은 Stratix IV와 같은 향상된 기능을 갖춘 여러 시리즈의 고 범위 장치에 Stratix를 제공하여 최고 대역폭, 모든 28nm 공정 기술에 대한 최고의 유연성 및 높은 시스템 통합을 제공한다.

가전 ​​제품의 제품 차별화 및 비용 효율적인 성능개선을 위한 ...

FPGA 솔루션은 스마트 폰, 디지털 TV, 디지털 카메라, 전자 제품, 게임, 디지털 카메라 등과 같은 다양한 가전제품에 사용된다.

또한 시장 수요를 높이기 위해 제품 차별화를 제공하기 위해 AI를 구현하고 있다.

예를 들어, 지난 9 월 삼성과 IBM은 삼성 갤럭시 제품군을 위해 AI 기반 모바일 솔루션을 위한 혁신적인 조치로 디바이스는 새 하드웨어 없이도 쉽게 업데이트할 수 있다.

또한 이러한 장치는 고해상도 비디오 및 이미지 처리에 필수적인 비디오 처리를 지원하여 패널 디스플레이 및 디바이스에서의 구현을 향상시킨다. 또 인텔은 디지털 비디오 응용 프로그램을 위한 Cyclone III, MaX II 및 Max 3000A 장치를 제공하여 비용 효율적인 프로그램 가능 솔루션을 제공한다.

결론적으로 FPGA는 다른 세그먼트로 나눌 수 있으며 이 세그먼트는 다른 제어 가능한 논리 블록의 간섭없이 자율적으로 작동할 수 있다. 따라서 독립적인 작업이 서로 병렬로 작동할 수 있으며, 어떤 영역이나 구조에 따라 제공된 거대 병렬 알고리즘에 특히 유용하다.

이와 함께, FPGA 기술의 발전과 더불어 가전제품에 ​​제품의 시장 경쟁력과 기회를 창출하기 위한 제품의 차별화와 비용 효율적인 성능을 개선하기 위해 사용되는 것과 다양한 산업에서의 인공지능에 대한 투자와 은행, 소매 등을 포함한 비즈니스 부문에 폭발적으로 증가하고 있는 데이터로 이를 처리하는 애플리케이션에 대한 수요가 증가함에 따라 시장 성장은 더욱 촉진될 것으로 예상된다.