Renesas gaat goedkope en zuinige fpga's uitbrengen

Het Japanse chipbedrijf Renesas betreedt de markt voor field-programmable gate array-chips en gaat daarmee de concurrentie met onder andere AMD's Xilinx en Intels Altera aan. Renesas brengt met de ForgeFPGA-serie zuinige en goedkoper fpga's uit.

ForgeFPGA-chips verbruiken in stand-by tot 20 microampère en kosten minder dan 0,50 dollar per stuk bij afname van grote hoeveelheden. Renesas stelt gratis ontwikkelsoftware voor de programmeerbare chips ter beschikking. Die software biedt een macrocell-modus met schematisch weergegeven ontwikkelflow en een hdl-modus voor programmeren in een traditionele Verilog-omgeving. Meer details over de komende chips meldt Renesas nog niet.

Renesas heeft bij het ontwerpen van de chips gebruik kunnen maken van het ontwikkelteam van Silego, een dochterbedrijf van Dialog Semiconductor. Dat Amerikaanse bedrijf werd begin dit jaar overgenomen door Renesas. Silego brengt onder andere de programmeerbare GreenPAK-cmics uit, waarbij cmic staat voor configurable mixed-signal integrated circuits. Onder andere Fitbit, Garmin en GoPro maken gebruik van Silego's smics.

In het tweede kwartaal van 2022 maakt Renesas de eerste ForgeFPGA-chips beschikbaar, maar partnerbedrijven kunnen al engineering samples aanvragen. Fpga's hebben programmeerbare logica, zodat fabrikanten op aanvankelijk identieke chips, verschillende functies kunnen implementeren. De resulterende chips kunnen dan die taken snel en efficiënt uitvoeren.

Onder andere in datacenters maken grote techbedrijven steeds meer gebruik van fpga's voor specifiek rekenwerk, wat reden was voor AMD vorig jaar om Xilinx en Intel, al in 2015, om Altera over te nemen. Met die twee marktleiders gaat Renesas de concurrentiestrijd aan.

Reacties (21)

[Jasper94]

Dit klinkt eigenlijk niet als concurrentie voor Intel/Altera en AMD/Xilinx, maar meer voor Lattice, die ook ultra low-power FPGAs produceert (zoals de iCE40 UltraPlus). Volgens mij heeft Lattice ook een open-source ontwikkelomgeving.
Naar mijn weten focussen Intel en Xilinx niet (echt) op die markt, en zijn zij meer gericht op high-performance en hoge betrouwbaarheid. Intel en Xilinx zijn tot niemands verbazing ook niet gefocust op de open-source community.

[Speedkid]

Klopt helemaal. De Xilinx en Altera FPGA's hebben een veel groter aantal cellen en werken in een hoger marktsegment dan Lattice en nu Renesas. Lattice heeft een gratis (voor zo ver ik weet niet open-source) ontwikkelomgeving genaamd Diamond en Radiant.

[Miasma]

Misschien een beetje domme vraag hoor, maar wat is het verschil tussen een fgpa en een "normale" cpu?

Wat is de meerwaarde van het gebruik van de ene ten opzichte van de ander?

[Btje]

Een ander wezenlijk verschil tussen een FPGA en een CPU is dat in de CPU de instructies en berekeningen na elkaar gedaan worden. In een fpga gebeuren de meeste processen parallel. Daar moet je je bij ontwerpen van bewust zijn dat een bepaalde bewerking na een aantal klokslagen klaar is maar een andere die in een nieuw process is gestart ook tegelijk klaar kan zijn, afhankelijk van hoeveel klokslagen de bewerking zelf duurt dat wel. Als de ene bewerking afhankelijk is van de andere moet je dit zelf synchroniseren.

[Amanoo]

Eigenlijk is er niet echt wat dat echt overeenkomt. In een FPGA is de logica nog niet geconfigureerd, dat kan je zelf doen. Je kan van alles erin zetten. Allerlei blokken die je aan elkaar kan vasthangen. Dat betekent dat je ook heel veel hapklare blokken naast elkaar kan zetten. Die hapklare blokken worden van logica gebouwd in de FPGA, van AND en OR poortjes en zo. Die blokken kunnen ook specifieke instructies zijn, die je naast elkaar zet. Die worden dan tegelijk uitgevoerd. Of een pijplijn van instructies. Dat maakt de FPGA enorm parallel, omdat je alleen die paar instructies die je wilt enorm kan paralleliseren, in plaats van een paar enorme multipurpose CPU's.

Je kan overigens ook een CPU bouwen in een FPGA, omdat een CPU ook uit pure logicablokken bestaat.

[MewBie]

Als je een reguliere cpu gebruikt voor bijvoorbeeld signaal verwerking doe je de verwerking softwarematig. Een fpga kan geprogrammeerd worden om diezelfde verwerking hardwarematig te doen.

Mits je het goed doet is hardwarematig efficienter dan softwarematig.

[Reactie gewijzigd door MewBie op 26 juli 2024 04:10]

[cold_as_ijs]

Met een FPGA kan je in wezen op HW niveau een CPU emuleren. Je hebt een matrix van gate arrays die je zelf een functie geven. Hierdoor kan je een CPU "nabouwen".
Omdat alles programmeerbaar is kan je maar beperkte hoeveelheid gates kwijt omdat ze groter van formaat zijn en het is ook minder zuinig. Dus FPGA hebben zo hun limieten

[robvanwijk]

ForgeFPGA-chips verbruiken in stand-by tot 20 microampère en kosten minder dan 0,50 dollar per stuk bij afname van grote hoeveelheden.

Da's prima betaalbaar. Zouden we dit ooit in gewone PCs gaan zien? Er komt een nieuwe video codec uit, die gebruikt een paar nieuwe trucjes, dus kan nog niet hardwarematig versneld worden... maar geen nood, even de goede definities in je on-board FPGA laden en opeens kan het wel. Zelfde verhaal voor nieuwe vormen van encryptie. Of is zoiets te niche om door te breken...?

Renesas heeft bij het ontwerpen van de chips gebruik kunnen maken van het ontwikkelteam van Silego, een dochterbedrijf van Dialog Semiconductor.

FPGAs kunnen functionaliteit creëren door de beschikbare poorten op de goede manier aan elkaar te bouwen. Oftewel, door Si(licium) gates aan elkaar te LEGO'en. Het zal vast niet de echte reden achter de naam zijn, maar ik vind het toch grappig.

[dmantione]

Ik denk dat de problematiek is, dat als je leuke functionaliteit, zoals nieuwe videocodecs, wilt kunnen implementeren, dat je ook een bepaalde hoeveelheid cellen nodig hebt en een FPGA van 50 cent niet zal volstaan. Op het moment dat je over een leuke FPGA spreekt, dan is dat weer een kostenpost die als niet noodzakelijk onderdeel weer snel wordt wegbezuinigd.

Het is niet het hele verhaal, want een GPU is ook niet nodig, maar daar wordt toch budget voor ingeruimd, maar ik denk wel een deel van het verhaal.

[robvanwijk]

dat je ook een bepaalde hoeveelheid cellen nodig hebt en een FPGA van 50 cent niet zal volstaan.

Ik snap dat je voor 50 cent niet de Ferrari onder de FPGAs hebt. Maar ik had even aangenomen dat het ook niet de "hello world" onder de FPGAs zal zijn.

Op het moment dat je over een leuke FPGA spreekt, dan is dat weer een kostenpost die als niet noodzakelijk onderdeel weer snel wordt wegbezuinigd.

Ik had "50 cent" opgevat in de zin dat FPGAs nu zo goedkoop zijn geworden dat je ze mee kunt leveren ook als mensen er niet specifiek om vragen. Moederborden hebben toch al snel minimaal vier SATA-poorten, waarvan ik verwacht dat de meeste mensen ze niet allemaal zullen gebruiken (dankzij M.2 zullen sommige mensen zelfs geen enkele SATA-poort gebruiken). Maar ze zitten er toch op, omdat het weinig kost en het handiger is om er gewoon een stel te hebben. Zelfde met fan headers, PCI-e x1 sloten die er alleen maar "ter opvulling" zitten en misschien nog wat dingen die me niet meteen te binnen schieten. Ik zou me voor kunnen stellen dat een eenvoudige FPGA ook op zo'n manier behandeld kan worden... als iemand het voortouw neemt.

[dmantione]

"The ForgeFPGA Family will serve applications that require less than 5,000 gates of logic"

Voor een 6502-processor heb je iets minder als 1000 poorten nodig, dus het geeft je een idee wat je ermee kunt: Meer als een 6502, minder als een Motorola 68000. Een heel leuk chipje voor 50 cent, maar een videocodec zul je er niet in kunnen stoppen.

[lezzmeister]

Dit is dan puur voor hobbyprojecten en/of simpele prototypes? Of zou je er iets mee kunnen doen als Coral AI chips maar dan wat flexibeler?

[dmantione]

Hobbyprojecten en prototypes lijkt me ietwat denigrerend. Het lijkt me vooral dat ze nuttig zijn op plaatsen in elektronica waar je een aantal chips door een enkele wilt vervangen. In plaats van je eigen chip laten maken kun je dan een FPGA inzetten.

Kunstmatige intelligentie lijkt me meerdere bruggen te ver voor 5000 poorten.

[Iblies]

Waar blijft de software 🙂

De “AI” in huidige telefoons zijn in principe ook soort asic/fpga hoofdzakelijk bedoelt voor geluid/beeld.

Maar wat kun en wil je er mee doen. Daar waar een asic redelijk vrij programmeerbaar is, heeft een fpga een set basis instructies nog, maar er zijn geen vaste regels omtrent hoe en wat. Uiteindelijk blijft de software hoe je moet programmeren het belangrijkste, maar vervolgens ook welke software op bedrijven/consumenten niveau de doorslag zal kunnen geven.

[-=bas=-]

Een ASIC is maar 1x te programmeren maar kan wel veel meer logica bevatten dan een FPGA
ASIC worden in de fabriek voorbereid naar de wensen van de klant.
Die stopt ze in hun product en gebruikt ze zoals hij ze zelf heeft ontworpen.
Een FPGA is herprogrammeerbaar en wordt meestal ongeprogrammeerd geleverd aan de klant die zelf het programma erin stopt. Voordeel is dat je ze kan updaten in het geval er iets verbeterd moet worden.
Ze kunnen daarintegen wel veel minder logica bevatten en zijn een stuk duurder dan ASICs.

[TrekVogel]

Te niche misschien niet maar als je bijvoorbeeld een jaar of 10 nieuwe codecs wil toevoegen zul je toch wel een aantal fpgas moeten hebben en dan ook nog eens een stuk grotere dan deze. Het is interessant om over na te denken maar het zal waarschijnlijk geen werkelijkheid worden want dan gaan we geen nieuwe CPUs meer kopen natuurlijk.

[Garyu]

Ik ben benieuwd hoe ze dit soort mini-FPGAs naar de markt gaan brengen. Met 5000 gates kan je er slechts minimale (embedded) applicaties in stoppen, en misschien simpele DSP doen als ik het goed lees?

Maar voor het complexere werk zul je toch de krachtpatsers van Xilinx of Altera nodig blijven hebben. Die twee staan zo ver voor op de rest, ook qua tooling mogelijkheden, dat het echt moeilijk is voor een nieuwkomer als Renesas om hier meer dan een deuk in een pakje boter te slaan.

[sympa]

Wat heb je aan schoenen als je ook een auto kan gebruiken? Maar met schoenen kom je op plaatsen waar een auto je niet helpt.
Kortom kleine logica. Misschien heb je ook nog een fors aantal pins. En als je applicatie timingkritisch is dan is zo'n ding ook nuttig.
Op de website staat dat het kosten bespaart in vergelijking met dingen die nu niet met programmeerbare logica gedaan worden. Maar je moet natuurlijk wel dat ding programmeren, dus dat is dan weer een nadeel.

[knirfie244]

5000 gates kan je inderdaad niet gek veel mee. Maar het is goed om een nieuwe concurrent te zien op de markt. Zeker één die ervaring heeft met de embeded/industriële markt. Er bestaat een grote vrees dat de overname van Xilinx door AMD verkeerd uitpakt, AMD is nou niet echt goed om het bedienen van deze markt en trekt van veel te vroeg de stekker uit een productlijn, terwijl er veel fabrikanten zijn die graag 10 jaar of meer hetzelfde part willen kunnen afnemen.

Hopelijk gaat Renesas in de toekomst ook wat grotere FPGAs uit brengen.

[demianmonteverd]

Dit lijkt mij een mooie stap, kan niet wachten tot er meer zuinige FPGA's beschikbaar komen. Hoop dat ze ook echt betaalbaar worden zoals hier beschreven is in het artikel.

[Epsix]

Het is een beetje nieuwsonwaardig nieuws aan het worden. De chips zijn niet verkrijgbaar. Op goedkopere NXPs en STMs zijn lead times van 52+ weken. Bij Renesas zal het exact zo zijn. Wij zijn nu teruggevallen op een van Chinese makelij. En dit is al een tijdje gaande.

Tis alsof we naar het nieuws van een markt buiten onze eigen aan het kijken zijn.

Maar ja. Natuurlijk wil ik dat ze tijdens de silicon shortage door blijven gaan met ontwikkelen. Tis alleen een vreemde situatie.