AMD は、シリコン プロセスや省電力アーキテクチャを慎重に選定し、Spartan™ 6、7 シリーズ、UltraScale™、および UltraScale+™ FPGA/アダプティブ SoC を含むすべての製品ポートフォリオで電力の効率化を実現しています。世代を追うごとに、プロセス技術、アーキテクチャの革新、高度な電力制御、高度なソフトウェア最適化など、消費電力を削減するためのさまざまな機能が拡充されています。機能、シリコン プロセスの特長、ベンチマーク比較の詳細をポートフォリオ別に示します。消費電力の見積もり、熱モデル、ソフトウェアでの完全なサポート、デモ ボードは、全ファミリで対応しています。AMD デバイスの電源設計向けには、アダプティブ SoC、SoC、または FPGA の機能を最大限に活用するための包括的な資料、検証済みリファレンス デザイン、さらには画期的な設計ツールを提供しています。
TSMC の 7nm HK-MG FinFET プロセスを採用しているの次世代ヘテロジニアス コンピューティング デバイス Versal™ アダプティブ SoCは、革新的なアーキテクチャと電力最適化ブロックにより、かつてないレベルの低電力と高性能を達成できます。Versal AI エンジン アーキテクチャは、計算負荷の高いアプリケーションで最大 40% の省電力化を実現
ハード ブロックとプログラマブル ブロックを併せ持つ Versal アダプティブ SoC は、前世代の省電力メリットに加えて、ワットあたり最高の性能を実現します。また、改善された電力管理、新しい電圧/周波数スケーリング技術、システム モニターの統合により、必要な場合にのみ電力を消費するインテリジェントな電力管理を可能にします。
高性能で低消費電力の半導体プロセス (TSMC 社の 16nm FinFET) を採用している UltraScale+ デバイスは、7 シリーズ FPGA や SoC と比較してデバイス レベル消費電力を最大 60% 削減できます。アーキテクチャの革新は次のとおりです。
アーキテクチャの革新およびコア ファブリックのデュアル電圧動作によって消費電力を削減すると同時に性能を向上させることで、UltraScale+ ファミリは 7 シリーズ ファミリよりも、単位ワットあたりの性能を 2 倍以上向上させることができます。
7 シリーズ (28nm) VNOM |
UltraScale (20nm) VNOM |
UltraScale+ (16nm) VNOM |
UltraScale+ (16nm) VLOW |
|
---|---|---|---|---|
動作電圧 (VCCINT) | 1V | 0.95V | 0.85V | 0.72V |
正規化後のファブリック性能 | 1.0x | 1.2x | 1.6x | 1.2x |
総消費電力 (標準) | 1.0x | 0.7x | 0.8x | 0.5x |
単位ワットあたりの性能 | 1.0x | 1.7x | 2x | 2.4x |
UltraScale+ FPGA ロジックの消費電力削減機能のほかにも、Zynq™ UltraScale+ MPSoC は、プロセッシング システム内の複数の電源アイランドやドメインを利用して、粗粒度/細粒度でダイナミック消費電力を削減するパワー ゲーティングを行うことで、性能要件に応じて消費電力を頻繁に調整してデバイス全体の消費電力を削減します。
TSMC の低消費電力 20nm 半導体プロセスを採用し、スタティック消費電力とダイナミック消費電力を削減するパワー ゲーティング機能を備えた UltraScale FPGA ファミリは、7 シリーズ FPGA よりもデバイスレベルの総消費電力を最大 40% 抑えることができます。UltraScale+ デバイスに適用されているアーキテクチャの革新は次のとおりです。
7 シリーズ (28nm) VNOM |
UltraScale (20nm) VNOM |
UltraScale+ (16nm) VNOM |
UltraScale+ (16nm) VLOW |
|
---|---|---|---|---|
動作電圧 (VCCINT) | 1V | 0.95V | 0.85V | 0.72V |
正規化後のファブリック性能 | 1.0x | 1.2x | 1.6x | 1.2x |
総消費電力 (標準) | 1.0x | 0.7x | 0.8x | 0.5x |
単位ワットあたりの性能 | 1.0x | 1.7x | 2x | 2.4x |
高性能かつ低電力なプロセス技術 (28HPL) で構築されたわずか 28nm の FPGA/SoC ファミリの 7 シリーズ デバイスおよび Zynq 7000 SoC は、前世代ファミリよりも総消費電力を最大 50% 削減でき、競合の 28nm ソリューションよりも優れた性能 (ワットあたり) を実現できます。アーキテクチャおよびブロックレベルの革新は次のとおりです。
優位性のあるベンチマーク サマリおよびベンチマーク プロセスの詳細を参照してください。
電力管理の要件は非常に多様化しており、通常、顧客デザインに特有のものとなります。つまり、1 つの電力管理デザインでは最適なソリューションを提供できません。AMD は、業界最先端の電力管理ソリューションを提供する企業 (以下のリスト参照) と提携し、一般的なユース ケースに対応するさまざまなリファレンス デザインおよび AMD 製品の電源要件に関する全体的なガイダンスを提供しています。
ハードウェア検証済み電力管理ソリューションのリファレンス デザインは、ターゲット デバイスまたはデバイス ファミリに対して AMD が定義した消費電力仕様をすべて満たすように設計されています。AMD の電圧、電流、およびシーケンシング仕様を満たすように構築され、テストに合格したソリューションです。設計プロセスをサポートするため、各電力管理ソリューションのベンダーが性能データとデザイン ファイルを提供しています。
ハードウェア以外で検証済みのソリューションは、AMD が定義した消費電力仕様をすべて満たすように設計されているため、ターゲット デバイスまたはデバイス ファミリの要件を満たすことができます。ハードウェアで検証されていませんが、データシートの値によって保証されています。
ベンダー | リファレンス デザイン | アダプティブ SoC シリーズ | 電源レールのグループ化 |
---|---|---|---|
Infineon | EV-121-D | AI コア、プライム | 最小限の電源レール |
Intersil-Renesas | VERSALDEMOZ1 | AI コア、プライム | 最小限の電源レール |
Analog Devices, Inc | Versal Power Reference Design | AI コア、プライム | 最小限の電源レール |
Maxim Integrated | MAXREFDES1238 | AI コア、プライム | 最小限の電源レール |
Monolithic Power Systems | Efficiency Optimized EVREF105A | AI コア、プライム | 最小限の電源レール |
Size Optimized EVXLVA_02-A | AI コア、プライム | 最小限の電源レール | |
Texas Instruments |
PMP22165 | AI コア、プライム | 最小限の電源レール |
ベンダー | リファレンス デザイン | アダプティブ SoC | 電源レールのグループ化 |
---|---|---|---|
MPS | Size And Efficiency Optimized Designs | プレミアム | 最小限の電源レール、電力管理 |
Size And Efficiency Optimized Designs | AI エッジ | 最小限の電源レール、電力管理 | |
Maxim Integrated | Multiphase, PoL Design with PS Overdrive | プレミアム | 最小限の電源レール |
Analog Devices, Inc | Highly Integrated & Optimized Power Delivery Solution | プレミアム | 完全なパワー マネージメント |
ベンダー | リファレンス デザイン | デバイス ファミリ | ターゲット デバイス |
---|---|---|---|
Infineon | AMD ZCU111 評価ボード | RFSoC Gen 1 | ZU21 -ZU29 |
Monolithic Power Systems | EVREF0102A - RFSoC アナログ電力モジュール ボード |
RFSoC Gen 1 | ZU21 - ZU29 |
Intersil-Renesas | ISL8024DEMO2Z - RFSoC アナログ電力モジュール ボード | RFSoC Gen 1 | ZU21 - ZU29 |
ベンダー | リファレンス デザイン | デバイス ファミリ |
ターゲット デバイス |
---|---|---|---|
Monolithic Power Systems | Size Optimized Solution using Power Modules |
RFSoC Gen 1 | ZU21 - ZU29 |
Highly Integrated Solution with Internal Sequencing | RFSoC Gen 1 | ZU21 - ZU29 | |
Size Optimized Modular Power Solution | RFSoC Gen 2、RFSoC Gen 3 | ZU39 - ZU49 | |
Efficiency Optimized Discrete Power Solution | RFSoC Gen 2、RFSoC Gen 3 | ZU39 - ZU49 | |
Modular Power Solution with PMBus | RFSoC Gen 2、RFSoC Gen 3 | ZU39 - ZU49 |
ベンダー | リファレンス デザイン | ターゲット デバイス |
---|---|---|
Infineon | パワー シーケンシングを統合した高度に最適化されたスケーラブルな PMIC ベースの 12 のソリューション (ユース ケース 1、2、3) | ZU2 - ZU9 |
Dialog Semiconductor | フル電力管理の柔軟性を提供する、コストおよびフットプリントの最適化されたスケーラブルな電力ソリューション (ユース ケース 4)1 | ZU2 - ZU19 |
Texas Instruments | リモート ラジオ ヘッド (ユース ケース 2)1 | ZU9EG、ZU15EG |
ZU2 から ZU5 向けに最適化されたスケーラブルな電力ソリューション (ユース ケース 1、2、3、4)1 | ZU2 - ZU5 | |
Zynq US+ MPSoC デバイス向けのプログラム可能な電力ソリューション (ユース ケース 1、2、3、4)1 |
ZU2 - ZU19 | |
Intersil-Renesas | 低消費電力アプリケーション向けに高度に最適化されたディスクリートおよびモジュール ベースのソリューション (ユース ケース 1)1 | ZU2 (CG & EG)、ZU3 (CG & EG) |
低消費電力アプリケーション向けに高度に最適化されたディスクリートおよびモジュール ベースのソリューション (ユース ケース 2)1 | ZU11EG、ZU15EG、ZU17EG、ZU19EG | |
Monolithic Power Systems | スケーラブル モジュール ベースのソリューション(ユース ケース 1)1 | ZU2 - ZU19 |
NXP | Highly Integrated ASIL PMIC Solutions for Automotive MPSoC | ZU2 - ZU15 |
Andapt | Programmable Power Management Solution for MPSoC Minimum Rails Grouping | すべての ZU+ |
Programmable Power Delivery Solution for MPSoC Full Power Management Rails Grouping | すべての ZU+ |
注記 1: Zynq UltraScale+ デバイスのユース ケースの詳細は、UG583 の「Zynq UltraScale+ MPSoC の電源の統合ソリューション」を参照してください。
ベンダー | リファレンス デザイン | ターゲット デバイス | 電源レールのグループ化 |
---|---|---|---|
Monolithic Power Systems | Cost & Size Optimized Power Delivery | ZU1 - ZU3 | 最小限の電源レール、電力管理 |
ベンダー | リファレンス デザイン | 製品ファミリ | ターゲット デバイス |
---|---|---|---|
Intersil/Renesas | AMD VCU128 評価ボード | Virtex UltraScale+ | VU37P/VU19P1 |
Monolithic Power Systems | Kintex UltraScale+ 向けエリア最適化モジュール ベースのソリューション | Kintex UltraScale+ | All KU+ |
High Power Density Discrete Solution | Virtex UltraScale+ | VU19P-VU57P | |
Fully Integrated Solution Using Modules | Virtex UltraScale+ | VU19P-VU57P | |
ABB | Virtex UltraScale+ 向けのスケーラブルなモジュール ベースのソリューション | Virtex UltraScale+ | VU37P |
Cyntec | Virtex UltraScale+ | VU37P |
|
Andapt | Programmable PMICs for Minimum Rails Solutions | Kintex UltraScale+ | KU3P-KU15P |
Programmable PMICs for Minimum Rails Solutions | Virtex UltraScale+ | VU3P、VU5P、VU7P | |
Programmable PMICs for Full Power Management | Virtex UltraScale+ | VU31P、VU33P、VU35P |
ベンダー | リファレンス デザイン | 製品ファミリ | ターゲット デバイス |
---|---|---|---|
Monolithic Power Systems | Efficiency Optimised Power Delivery Solution | Virtex UltraScale+ | VU3P-VU13P、VU31P-VU37P |
Size Optimised Power Delivery Solution | Virtex UltraScale+ | VU3P-VU13P、VU31P-VU37P | |
Size or Efficiency Optimised Power Delivery Solution | Virtex UltraScale+ | VU19P、VU27P/29P、VU47P/49P、VU57P | |
Integrated Sequencing Power Delivery Solution | Kintex UltraScale+ | KU3P-KU15P | |
Size Optimised Power Delivery Solution | Kintex UltraScale+ | KU3P-KU15P |
ベンダー | リファレンス デザイン | 製品ファミリ | ターゲット デバイス |
---|---|---|---|
Infineon | Avnet Kintex UltraScale 開発ボード | KU040 | |
Texas Instruments | GTH & GTY シリアル トランシーバー向けの低ノイズ電源 | Kintex UltraScale | KU025-KU115 |
Virtex UltraScale FPGA 電力ソリューション (Telemetry オプション付き) | Virtex UltraScale | VU065 - VU440 | |
Kintex UltraScale FPGA 電力ソリューション (Telemetry オプション付き) | Kintex UltraScale | KU025-KU115 | |
Alpha Data 社、Radiation Hardened 社電力ソリューション (サードパーティ ボード) | 宇宙グレード Kintex UltraScale | XQRKU060 | |
Virtex UltraScale | VU095、VU125、VU160、VU190 |
||
Renesas | AMD XQRKU060 FPGA 対応の宇宙グレード 消費電力ソリューション | 宇宙グレード Kintex UltraScale | XQRKU060 |
ベンダー | リファレンス デザイン | 製品ファミリ | ターゲット デバイス |
---|---|---|---|
Monolithic Power Systems | Size Optimized Power Module Solution with Scalable VCCINT | Kintex UltraScale | KU025-KU115 |
ベンダー | リファレンス デザイン | ターゲット デバイス |
---|---|---|
Dialog Semiconductor | Avnet 社製 MiniZed ボードを使用してコストおよびエリアを最適化する Zynq 7000S ソリューション | 7Z007S |
Zynq 7000 向けのコストとフットプリントに最適化されたスケーラブルでフレキシブルな電源ソリューション | ZC7020 まで | |
Texas Instruments | Zynq 7000 SoC 向けのスケーラブルな統合電源ソリューションのリファレンス デザイン | すべての Zynq 7000 |
低電力 Zynq-7000 および DDR3 電力ソリューション | ZC7010、ZC7020 | |
高電力 Zynq 7000 電力管理ソリューション | ZC7035、ZC7040 | |
Zynq 7010 向けにコンパクトで統合された PMIC 電力ソリューション | ZC7010 | |
EXAR | インダストリアル イーサネット電力管理リファレンス デザイン | ZC7020 |
Monolithic Power Systems | インダストリアル イーサネット電力管理リファレンス デザイン | ZC7020 |
NXP | Zynq 7020 ZED ボードの最適化された電力管理リファレンス デザイン | ZC7020 |
Maxim Integrated | Zynq 7020 ZED ボードの最適化された電力管理リファレンス デザイン | ZC7020 |
ZC7100 |
||
Renesas | ISL91211AIK-REFZ | すべての Zynq 7000 |
ベンダー | リファレンス デザイン | 製品ファミリ | ターゲット デバイス |
---|---|---|---|
TDK | Area Optimized Power Module Solution | Artix UltraScale+ | すべての AU+ |
Andapt | Programmable Power Delivery Solution for Artix US+ Full Power Management Rails Grouping | Artix UltraScale+ | すべての AU+ |
ベンダー | リファレンス デザイン | 製品ファミリ | ターゲット デバイス |
---|---|---|---|
Monolithic Power Systems | Cost and Size Optimized Power Delivery | Artix UltraScale+ | すべての AU+ |
Analog Devices, Inc | Low Cost, Minimum Rails Solution | Artix UltraScale+ | すべての AU+ |
ベンダー | リファレンス デザイン | ターゲット デバイス |
---|---|---|
Dialog Semiconductor | Artix 7 向けのコストとフットプリントに最適化されたスケーラブルでフレキシブルな電源ソリューション | すべての Artix 7 |
Texas Instruments | Artix 7 FPGA 向けのスケーラブルな統合電源ソリューションのリファレンス デザイン | すべての Artix 7 |
Analog Devices, Inc | Artix 7 ARTY 開発ボード | A35T |
A35T |
||
Renesas | ISL91211A-BIK-REFZ Reference Board | すべての Artix 7 |
ベンダー | リファレンス デザイン | ターゲット デバイス |
---|---|---|
Monolithic Power Systems | ディスクリート Artix 7 リファレンス デザイン | XC7A12T - XC7A200T |
モジュラー Artix 7 リファレンス デザイン541} | XC7A12T - XC7A200T |
ベンダー | リファレンス デザイン | ターゲット デバイス |
---|---|---|
Monolithic Power Systems | スケーラビリティ、コスト、およびエリアに最適化された Spartan 7 ソリューション | S6 - S100 |
Discrete Power Solution with Integrated Sequencing | S6 - S100 | |
Dialog Semiconductor | Spartan 7 向けのコストとフットプリントに最適化されたスケーラブルでフレキシブルな電源ソリューション | S6 - S100 |
Texas Instruments | Spartan 7 FPGA 向けのスケーラブルな統合電源ソリューションのリファレンス デザイン | すべての Spartan 7 |
Renesas | ISL91211BIK-REF2Z Reference Board | すべての Spartan 7 |
注記: これらすべてのソリューションは各ベンダーが責任を持つものです。詳細情報や入手状況などについては各ベンダーへお問い合わせください。
種類 | ベンダー | 説明 | ターゲット デバイス |
---|---|---|---|
ウェビナー | Monolithic Power Systems | MPS 電源ソリューションを使用して、業界唯一シングルチップの適応型無線プラットフォームで設計 | Zynq UltraScale+ RFSoC |
Texas Instruments | AMD FPGA & SoC の電源供給レールを迅速に設計する方法 | Spartan 7 FPGA、Artix 7 FPGA、Zynq 7000 SoC | |
アプリケーション ノート | On Semiconductor | ASIL-C レベルに準拠する Zynq UltraScale+ MPSoC 向けオートモーティブ電源ソリューション | Zynq UltraScale+ MPSoC |
Monolithic Power Systems | MPS 電源モジュールで AMD Zynq UltraScale+ RFSoC にコンパクトで超低ノイズのソリューションを提供 | Zynq UltraScale+ RFSoC |
|
Dialog Semiconductor | Dialog PMIC を使用した安全機能のオートモーティブ AMD Zynq UltraScale+ MPSoC | Zynq UltraScale+ MPSoC | |
Texas Instruments | Using TPS65086x PMIC to Power AMD Zynq™ UltraScale+™ MPSoCs | Zynq UltraScale+ MPSoC |
AMD の電源供給パートナーは、電源設計、市場投入までの時間、PDN シミュレーションをサポートする直感的に操作できるツールを提供し、電源システムの最適な性能と信頼性を確保します。各ベンダーのツールに AMD スの XPE ファイルをアップロードして、消費電力のシームレスな見積もりや電源供給ソリューションの定義が可能です。
ベンダー | 説明 | 機能 |
---|---|---|
Flex Power Modules | Flex Power Designer Tool | 電力供給の設計とシミュレーション XPE ファイルをインポートします。 |
ProGrAnalog | LoadSlammer PDN Verification Tool | ハードウェアでの電源供給ネットワークの評価/検証 |
Renesas | PowerCompass Multi-Load Configurator & iSim | CAD、電源供給の設計、シミュレーション (XPE、XML、および PWR ファイルをインポート) |
注記: これらすべてのツールにかかわる責任は、各ベンダーが負うものとします。詳細情報および使用方法については各ベンダーへお問い合わせください。
アプリケーションの熱設計の境界線は、アプリケーション タイプやエンド マーケットによって大きく異なります。高性能アプリケーションでの低消費電力設計は、低性能環境での高性能設計と同じ熱管理問題に直面するため、システムの熱管理範囲を把握することは、高性能製品の実現と費用効果の高い製品の実現のいずれにおいても重要です。過剰な熱ソリューション設計は、余分なコストがかかり、デザインを複雑化させてしまいます。
このため、AMD は現在提供している全デバイス対応の DELPHI サーマル モデルを提供しており、これらは Siemens Flotherm と Ansys IcePak の両方をサポートしています。
*Versal アダプティブ SoC モデル (近日公開)
熱シミュレーションはボードを設計する上で不可欠なステップであり、ボード設計プロセスの図に示すように、最初の概算量に基づいて熱管理ソリューションが検証されます。
すべてのお客様が熱シミュレーション ツールや熱シミュレーション環境を利用できるわけではありません。AMD アライアンス プログラムへの参加をとおして、熱設計をサポートするパートナー とつながることができます。
デバイス選択で重要な点は、最良の熱設計のために適切なパッケージを選択することです。AMD デバイスは、さまざまなユーザー要件に応えるために多くのパッケージ タイプを提供していますが、熱管理性能を考えるとリッドレス パッケージが最適な選択肢となります。AMD デバイスは次のパッケージで提供しています。
ベアダイ – パッケージ指定子 (SB/VB)
リッド付き - (SF/VF)
リッドなしパッケージ (VS/LS)
リッドレス オーバーハング パッケージ (VI)
AMD は、インプリメンテーション前の消費電力の見積り、あらゆる設計段階でできるだけ消費電力を削減するように最適化、さらには広範な解析データを提供してユーザーによる最適化を可能にするクラス最高のツールを提供しています。以下に、業界をリードする AMD のすぐに使える消費電力関連ハードウェア/ソフトウェア ベース ツールを示します。