Lattice、28nm FD-SOIを用いた汎用FPGA「Mach-NX」を発表

Lattice Semiconductorは12月8日(米国時間)、FPGAの新製品「Mach-NX」を発表した(Photo01)。これに関する説明が12月10日にラティスセミコンダクターよりあったので、この内容をお届けしたい。

Photo01:484ballのcaBGAパッケージのMach-NX。他に256ballのパッケージも用意

今回の製品は名前こそMach-NXで、製品の位置づけとしては汎用向けという事になるが、内部的にはNXという名前から判る様に28nm FD-SOIを利用したNexusプラットフォームに属する製品である(Photo02)。

Photo02:最初に特定用途向けを投入し、その後で汎用品を投入という、ちょっと一般的な動向とは異なる流れになっているが、それはともかくとして新製品の投入ペースが大幅に上がったのは事実である

Nexusプラットフォームの最初の製品がビデオブリッジ向けのCrossLink-NX、次いでそのCrossLink-NXからビデオブリッジを抜いた汎用向けがCertus-NXとなるが、今回のMach-NXでは汎用向けという意味ではCertus-NXと同じ位置づけではあるが、従来のMach XOシリーズの延長となるような機能と性能を搭載した製品という事になる。その機能と性能とは？というと、最大のものはセキュリティである(Photo03)。

Photo03:この話は以前も出てきた事である。ただMachXO3Dで出てきたレジリエントサーバーに関し、IntelのEagle Streamの対応が用意されたことは大きい。この話は後述

元々MachXOシリーズは、2019年5月に発表されたMachXO3DでハードウェアベースRoT(Root of Trust)の搭載やリアルタイムレジリエンス性、ライフサイクルマネジメントなどに向けたセキュリティ拡張を施していた。これをそのままNexusプラットフォームに乗せたのが今回のMach-NXという形だ。

Photo04がそのMach-NXの「ラフな」構成図である。向かって左がMachXO3Dから引き継いだ(というか、MachXO3Dをさらに拡張した)セキュリティ関係で、Secure EnclaveがROTを含むセキュリティドメインである。

Photo04:Latticeは2019年にSiFiveからE2コアのLicenseを受けているので、これかなという気もするのだが、E2はSoft Coreにはベストバランスでも、Hard IPとしては性能が今一つというか、もう少し上を狙ってもいい気がするので、ひょっとするとE31位が入ってるのかもしれない

その下のOn-chip Secure Dual Configurationは要するにDual BankのFlash、Configurable PFR(Platform Firmware Resiliency)がレジリエンス関連機能となっている。一方で右側がCertus-NXから引き継いだ、というかNexusプラットフォームの標準構成を利用した部分だが、特徴としてついにRISC-VコアをHard IPで搭載した事が挙げられる。ただこれが何か？　というのは現時点では未公開だそうである。このRISC-VコアはSecure Enclaveを含むセキュリティ制御にも利用される一方で、セキュリティ関連処理を行っていないときはユーザーに開放されているとの話であった。

Photo05が今回のMach-NXと従来のMachXO3/XO3Dとの比較である。LC(Logic Cell数)そのものは、従来のMachXO3/XO3Dが最大9400LC、Mach-NXが11K LCとなっているが、このうちPFRの処理のためにある程度のLCが利用されるため、PRF利用時はMach-NXが8.4Kまで減る事になる。ただMachXO3Dだとこれが2.4Kだったので、6Kほど利用可能なLCが増えた計算だ。Flash Memoryはほぼ同等だが、暗号化エンジンの強化などが施された事とRISC-Vコアの搭載ということになる。ちなみにMachXO3/XO3DとMach-NXは、LCの構造そのものは同じなので、RTLをLattice Diamond上でそのまま再コンパイルすれば「基本的には」動作するはずという話であった。

Photo05:Certus-NXとの違いは、Secure EnclaveとRISC-Vの有無という事になる。Certus-NXは他にPCIeやSGMII、DDR3などのI/Fを持っており、Communication向けという感じではあるが、セキュリティ対応が不要な用途にはCertus-NX、必要な用途にはMach-NXという感じになってゆくものと思われる

ところで先ほどもちょっと話題にあったレジリエントサーバーだが、現在供給中のMachXO3Dは、IntelのWhitley Platformに対応している。これはIce Lake-SPに対応したもので、2021年第1四半期あたりに登場予定と目されているものだが、これに続きSapphire Rapids世代ではEagle Stream Platformに切り替わる。Mach-NXはこのEagle Stream Platform向けのレジリエントサーバとして構成可能という点が特徴であり、2021～2022年(これがいつになるかはIntel次第)のXeon向けに広く採用されることが期待できそうである(Photo06)。