ASIC/ASSP在网络和数据中心市场难以为继，FPGA兴起

为了满足今天消费者千差万别的个性化需求和各国各地区千差万别的市场及技术发展现状，电信系统设备制造商必须帮助客户快速创建智能的、以架构为中心的数据中心和软件定义无线电网络、LTE和LTE Advanced无线HetNets多带自组织网络，以及400G和Nx100G OTN解决方案，以满足客户对高可用性、低时延、低抖动、高服务质量(QoS)的要求，所有这些方案结合使用可帮助客户提供差异化解决方案，并推动其不断发展演进。

ASIC显然已无法满足这一智能化市场需求，而且今天日新月异的市场、技术和标准已经很难再在一段不太长的时间内提供一定的量来支撑28nm及以下节点高昂的NRE成本。ASSP一方面无法满足今天只有9个月的产品开发周期的要求，另一方面在性能、BOM成本、PCB占板面积和功耗领域也已无法满足新一代100G以上网络和数据中心的要求。

“今天前10大OEM制造商采用ASIC的新设计已不到50个，采用28nm ASIC的新设计已不足20个，因为采用28nm ASIC解决方案需要销售收入达到4亿到8亿美元才具有商业合理性。”Xilinx（赛灵思）亚太区销售与市场副总裁杨飞指出，“ASSP供应商则大部分陷入财务困境，前16大ASSP供应商一半以上陷入亏损，主要原因是为了满足市场多样化需求而过度设计，导致成本负担过重；其次是ASSP因不能帮助客户进行产品差异化设计或根据需求定制，而无法获得客户青睐；最后是BOM成本和功耗方面也碰到一些难以克服的挑战。”

因此，杨飞接着说道：“今天的新一代网络和数据中心运营商要求我们提供更智能的和完全可编程的FPGA解决方案，来填补日益扩大的传统ASIC和ASSP市场需求空白，因为无论是ASIC还是ASSP方案都已经无法满足他们的应用要求。今天的ASIC和ASSP供应商都面临的三大主要问题是：1）难以满足新一代系统的智能化、灵活性和自适应性等综合要求。2）难以应对高度细分、快速发展变化的网络和数据中心标准以及应用需求。3）不能支持客户通过自己的“秘制配方”有效地添加差异化特性。”

上述挑战加上不断快速攀升的IC设计成本和较长的设计周期导致客户面临巨大的解决方案鸿沟。ASSP和ASIC或者导致产品上市进程太慢，难以满足OEM厂商或运营商的要求；或者严重过度设计，提供了众多不同客户需要的多种不同功能，却无法针对目标应用提供最佳解决方案；亦或无法帮助客户实现终端产品的差异化。客户采用ASIC和ASSP厂商提供的解决方案时往往会遇到上述许多或全部难题。

赛灵思公司通信业务部高级副总裁兼总经理Krishna Rangasayee也指出：“由于设计成本不断攀升，器件要求千差万别，而且需要更高的智能化水平和自适应性，ASIC和ASSP在OTN等应用领域中正以惊人的速度消失。上述这些普遍趋势正在新一代有线和无线网络及数据中心中蔓延和扩展。赛灵思也听到领先客户的呼声，他们认为‘复制（me too）’设备设计已经过时了。”

Xilinx亚太区销售与市场副总裁杨飞

ASSP力有不逮的网络和数据中心市场

那么，到底在哪些无线网络和数据中心应用市场上，更智能的完全可编程FPGA解决方案正在取代现有的ASSP和ASIC解决方案？

杨飞说：“正在取代ASSP解决方案的应用包括：3x40G到100G以太网、10x10G以太网到Interlaken、10x10G PHY MAC、100G交换机、光学40G MuxSAR+交换机、L1/L2基带-宏蜂窝、数据中心SSD控制器、MIMO微波无线传输、LTE毫微微蜂窝、16端口GPON线路卡、100G映射器/解复用器、CFP-2 100G变速器、基带C-RAN、GPS接收器、80G以太网QoS处理器，正在取代ASIC解决方案的应用包括：网络安全ASIC、回程ASIC、40G-80G NIC、数字前端、企业交换设备、接入设备、服务提供商路由器、微蜂窝/微微蜂窝数字前端、可扩展的共享存储器系统、卫星通信。”

杨飞举了三个实例加以说明。

首先是小蜂窝DFE和1层/2层基带卸载应用，目前市场上的解决方案由一颗多核SoC加一颗40nm FPGA组成，但该两颗芯片完成的功能未来可以由一颗28nm ZYNQ-7000 FPGA来实现。

杨飞表示：“ZYNQ-7000解决方案不仅大幅降低了PCB占板面积，而且还可将BOM成本降低25%、总功耗降低35%、系统性能提高2倍。”

其次是OTN 400G转发器，目前现有的解决方案由4颗ASSP加2颗40nm FPGA组成，若想进一步提高性能、降低功耗和成本，只能考虑采用28nm FPGA解决方案。

杨飞说：“Xilinx最新采用3D封装技术打造的超高容量FPGA V7 11140T解决方案只需一颗即可实现现有的6颗芯片才能完成的功能，不仅系统性能可提高4倍，而且BOM成本和总功耗还可进一步降低30%。”

最后是80G QoS高端NIC，目前现有的解决方案由2颗ASSP（LAN/SAN NIC+流量管理）加1颗x86处理器组成，但只用一颗28nm FPGA即可实现上述3颗芯片的功能。

杨飞表示：“虽然仅用1颗芯片就能替代现有的3颗芯片解决方案，但系统性能仍能提高2倍，BOM成本降低40%，系统总功耗降低50%。OEM找不到继续采用现有解决方案的理由，这已变成OEM的必然选择。”

Xilinx更智能解决方案的核心：SmartCORE IP

赛灵思SmartCORE IP结合使用公司基于ARM处理器的Zynq-7000 完全可编程 SoC、FPGA和3D IC，能为开发数据中心安全应用、资源优化架顶式(TOR)开关、极高效移动回程调制解调器以及更智能化有线访问设备等极其丰富的新一代应用奠定坚实的技术基础。

基于SmartCORE IP的解决方案包括但不限于：

“服务水平意识”：基于包的处理解决方案，为100G乃至更高速OTN网络提供动态QoS调节功能。
可定制的DPD和CFR：针对一类MC-GSM功率放大器线性化，传输带宽60MHz，包括基于集成式ARM处理器的控制，支持LTE和LTE Advanced无线电。
80 Gbps数据中心NIC解决方案：提供高粒度流量管理功能，能实现大流量的预配置，满足新型服务及相关服务盈利化要求。

客户可通过快速组装赛灵思高度灵活的完全可编程器件与SmartCORE IP的这一独特组合，添加自己的更智能、自适应的算法与功能的 “秘制配方”，从而实现产品差异化。这些差异化元素可用可编程硬件和/或基于ARM处理器的可编程软件来实现。赛灵思的应用专家可在架构设计早期阶段帮助客户优化设计，并为需要IP定制或全系统设计支持的客户提供高级服务。过去两年多以来，赛灵思收购并开发更智能解决方案，与最领先的客户开展通力合作，有关产品已在多种不同应用中取代了200多种ASIC和ASSP方案。

图示： 赛灵思Smarter解决方案满足新一代更智能（Smarter）网络和数据中心要求，致力于填补重要的且日益扩大的传统ASIC和ASSP市场空白。赛灵思收购并开发SmartCORE IP系列，同时引入大量关键应用专家和服务，充分发挥赛灵思All Programmable FPGA、3D IC和基于双核ARM Cortex-A9 MPCore处理器的Zynq-7000 SoC的优势。这些解决方案致力于帮助客户快速创建智能的、以架构为中心的数据中心和软件定义无线电网络（SDN）、LTE和LTE Advanced无线HetNets多带自组织网络（SON），以及400G和Nx100G OTN解决方案，满足客户在高可用性、低时延、低抖动、高服务质量（QoS）要求，所有这些方案结合使用可帮助客户提供差异化解决方案并推动其不断发展演进。

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