台积电重要客户之一的FPGA大厂赛灵思（Xilinx）于21日宣布推出业界首款20纳米航天规格FPGA，为卫星和太空应用提供全面的抗辐射性、超高传输量与带宽性能。预计借由全新的20纳米抗辐射Kintex UltraScale XQRKU060 FPGA来提供了真正的无限在轨（on-orbit）可重组能力，达到数字信号处理性能提升达10倍以上性能，使之成为酬载应用的理想选择，同时在所有轨道上皆具有完全的抗辐射性。
赛灵思指出，XQRKU060也将高性能机器学习首次带上太空，它不仅支持TensorFlow和PyTorch等业界标准框架的多种机器学习开发工具，更通过完整的“处理与分析”解决方案，为太空中的即时机上处理提供神经网络推论加速。此外，XQRKU060具有可扩展精度和大型内置内存，能执行密集且节能的运算，并针对深度学习优化的INT8提供性能峰值每秒5.7万亿次运算，较上一代产品增加近25倍。
另外，依赖赛灵思在空间领域的优势及高度成功的65纳米航天规格组件，此次为太空应用而推出的20纳米组件使航天工业的制程向前推进了三个时代。它显著减小了组件尺寸、重量和能耗，并具有强大的抗辐射性。XQRKU060作为一款具有航天规格弹性的组件，可以帮助客户应对恶劣太空环境中各种短期和长期任务。
赛灵思强调，XQRKU060是业界唯一真正的无限在轨可重组解决方案，其在轨可重组能力结合即时机上处理与机器学习加速功能，使卫星可以即时更新、提供随选视频，并且在飞行中执行即时运算以处理复杂的算法。此机器学习的功能适用于科学分析、物体侦测和图像分类等各种问题。以云层探测为例，不论是在太空中或地面上，XQRKU060都能提高处理效率并减少决策延迟。随着各项协议和应用不断演进，XQRKU060的自行调适运算架构允许无限制的在轨重组，让客户在卫星发射前，甚至是已经部署于轨道后，都能进行最即时的产品更新。
另外，XQRKU060针对密集型节能运算进行优化，提供优异的DSP能力。它配备了2,760个UltraScale DSP slices，并能提供高达1.6 TeraMAC的信号处理运算能力，较上一代产品增加了10倍以上，显著提升浮点运算的效率。更高的空间中运算能力依赖32个高速收发器的超高I/O带宽，可以在高达12.5Gbps的速度下提供400Gbps的带宽调配。
而XQRKU060还具有坚固的40×40毫米陶瓷封装，能够承受发射过程中的振动和操作，以及恶劣轨道环境中的辐射效应。该架构采用创新的设计以减轻单粒子效应，进而满足业界对所有轨道的需求，包含近地轨道、中地球轨道、地球同步轨道和深太空任务。赛灵思预计自2020年9月开始的B级和Y级测试流程中，提供20纳米抗辐射Kintex UltraScale航天规格XQRKU060-1CNA1509 FPGA飞行组件，而机械样品和原型单元现已上市。
(首图来源:赛灵思提供)