賽靈思發表首款「20奈米航太規格FPGA」 將機器學習送上太空應用！
▲賽靈思20奈米抗輻射Kintex UltraScale航太規格FPGA。（圖／賽靈思提供）
臺積電重要客戶之一「賽靈思」（Xilinx）宣佈推出業界首款20奈米航太規格FPGA，爲衛星和太空應用提供全面的抗輻射性、超高傳輸量與頻寬效能。此款全新的20奈米抗輻射Kintex UltraScale XQRKU060 FPGA提供了無限在軌（on-orbit）可重組能力，數位訊號處理效能提升達10倍以上，使之成爲酬載（payload）應用的理想選擇，同時在所有軌道上皆具有完全的抗輻射性。
賽靈思指出，XQRKU060將高效能機器學習首次帶上太空，不僅支援TensorFlow和PyTorch等業界標準框架的多種機器學習開發工具，更透過完整的「處理與分析」解決方案，爲太空中的即時機上處理提供神經網路推論加速。具有可擴展精度和大型內建記憶體，能執行密集且節能的運算，並針對深度學習優化的INT8提供效能峰值每秒5.7兆次運算，與上一代產品相比增加近25倍。
另外，有賴於賽靈思在空間領域的優勢及高度成功的65奈米航太規格元件，此次爲太空應用而推出的20奈米元件使航太工業的製程向前推進了三個世代，顯著減小了元件尺寸、重量和耗能，並具有強大的抗輻射性。XQRKU060作爲一款具有航太規格彈性的元件，可以幫助客戶應對惡劣太空環境中各種短期和長期任務。
賽靈思強調，XQRKU060是業界唯一真正的無限在軌可重組解決方案，其在軌可重組能力結合即時機上處理與機器學習加速功能，使衛星可以即時更新、提供隨選視訊，並且在飛行中執行即時運算以處理複雜的演算法，學習的功能適用於科學分析、物體偵測和圖像分類等各種問題。以雲層探測爲例，不論是在太空中或地面上，XQRKU060都能提高處理效率並減少決策延遲。
隨着各項協議和應用不斷演進，XQRKU060的自行調適運算架構允許無限制的在軌重組，讓客戶在衛星發射前，甚至是已經部署於軌道後，都能進行最即時的產品更新。
XQRKU060針對密集型節能運算進行優化，提供優異的DSP能力，配備了2,760個UltraScale DSP slices，並能提供高達1.6 TeraMAC的訊號處理運算能力，與上一代產品相比增加了10倍以上，顯著提升浮點運算的效率。更高的空間中運算能力有賴於32個高速收發器（SerDes）的超高I/O頻寬，可以在高達12.5Gbps的速度下提供400Gbps的頻寬調配。
而XQRKU060還具有堅固的40x40毫米陶瓷封裝，能夠承受發射過程中的振動和操作，以及惡劣軌道環境中的輻射效應。該架構採用創新的設計以減輕單粒子效應，進而滿足業界對所有軌道的需求，包含近地軌道、中地球軌道、地球同步軌道和深太空任務。
賽靈思預計在今年9月開始的B級和Y級測試流程中，提供20奈米抗輻射Kintex UltraScale航太規格XQRKU060-1CNA1509 FPGA飛行元件，而機械樣品和原型單元現已上市。客戶可以使用KCU105評估套件或Kintex UltraScale航太開發套件開始設計原型。