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存储器

综合而全面的存储器解决方案

Xilinx FPGA、SoC 及 MPSoC 支持器件内外部大量不同的存储器技术。FPGA 常用作处理平台中的加速器;Xilinx FPGA 支持包含 CCIX 开放式标准在内的所有高速缓存一致性接口。

  UltraScale+ UltraScale 7 系列 Spartan-6
Block RAM 36Kb 36Kb 36Kb Block RAM 18Kb Block RAM
UltraRAM 288Kb
高带宽内存 4 GB
外部最大数据速率 2667 Mb/s 2400 Mb/s 1866 Mb/s 800 Mb/s
串行存储器 HMC
带宽引擎 2
带宽引擎 3
HMC
带宽引擎 2
带宽引擎 3
带宽引擎 2  

集成的 HBM 和 RAM

Xilinx 产品包含不同类型的内存,可满足不同设计的需求。 

  • 分布式 RAM 使用 LUT, 面向系数存储、状态机以及小型缓冲器。
  • Block RAM 适用于快速灵活的数据存储缓冲
  • 每个 UltraRAM 模块不仅都提供 288Kb 的容量,而且还可级联,实现大容量片上存储
  • HBM 是大容量应用的理想选择,可提供比分立式存储通道高 10 倍的带宽
  UltraScale+ UltraScale 7 系列 Spartan-6
分立式 RAM 大小 64-bit 64-bit 64-bit 64-bit
分布式 RAM 容量范围 1.2Mb – 48.3Mb 4.1Mb – 28.7Mb 70Kb – 21Mb 75Kb – 1.3Mb
Block RAM 大小 36Kb 36Kb 36Kb 18Kb
Block RAM 容量范围 5.3Mb – 94.5Mb 12.7 – 132.9Mb 180Kb – 66.1Mb 216Kb – 4.7Mb
UltraRAM 大小 288Kb
UltraRAM 容量范围 90Mb – 360Mb
HBM 大小 4 GB
HBM 容量范围 4GB-8GB

Xilinx 提供一系列综合而全面的物理层存储器接口和存储器控制器,可充分满足各种带宽、效率及低时延需求。接口支持基于用于确定规范的严格特性描述过程,这些支持涉及 DDR3 和 DDR4 多排 DIMM,例如 UDIMM、SODIMM 以及支持 x4 及 x8 DQS 组的 RDIMM。请参考以下工具规划您的存储器接口设计及实现方案:

Xilinx 内存控制器在 Vivado® IP 目录下提供,不额外收费。

  最大带宽 (Mb/s)
Speed Grade -1 -2 -3
临时等级 LI I/E LE I/LE E
VCCINT 0.72V 0.85V 0.72V 0.85V 0.90V
DDR4 HP I/O 2133 2400 2400 2666 2666
DDR3 HP I/O 1866 2133 2133 2133 2133
DDR3L HP I/O 1600 1866 1866 1866 1866
LPDDR3 HP I/O 1600 1600 1600 1600 1600
QDR-II+ (MHz) HP I/O 550 600 600 633 633
QDR-IV XP (MHz) HP I/O 933 1066 933 1066 1066
RLDRAM 3 (MHz) HP I/O 933 1066 1066 1200 1200
HMC Gen 2 15000TX +
15000RX
15000TX +
15000RX
15000TX +
15000RX
15000TX +
15000RX
15000TX +
15000RX
带宽引擎 3 10313 10312 28000 28000 28000
宽带引擎 2 10313 10313 10313 15500 15500

Zynq® UltraScale+™ MPSoC 在处理系统中有 硬内存控制器。这些器件可支持 32GB 可寻址内存。 可在可编程逻辑区域添加其它内存。

处理系统内存解决方案

  最大带宽 (Mb/s)
接口 -1 -2 -3
DDR4 Component 2400 2400 2400
LPDDR4 组件 2400 2400 2400
DDR3 Component 2133 2133 2133
DDR3L 组件 1866 1866 1866
LPDDR3 组件 1600 1600 1600

可编程逻辑内存解决方案

  最大带宽 (Mb/s)
接口 列类型 封装 -1LI
Vccint = 0.72V
-2LE
Vccint = 0.72V
-1
Vccint = 0.85V
-2
Vccint = 0.85V
-3
Vccint = 0.95V
DDR4 元件 HP FFV/FLV 2133 2400 2400 2666 2666
DDR4 元件 HP FBVA676 1600 1866 1866 2133 2133
DDR4 DIMM 1R HP 全部 1866 2133 2133 2400 2400
DDR4 DIMM 2R HP 全部 1600 1866 1866 2133 2133
DDR4 DIMM 4R HP 全部 N/A 1333 1333 1600 1600
DDR3 元件 HP FFV/FLV 1866 2133 2133 2133 2133
DDR3 DIMM 1R HP 全部 1600 1866 1866 1866 1866
DDR3 DIMM 2R HP 全部 1333 1600 1600 1600 1600
DDR3 DIMM 4R HP 全部 800 1066 1066 1066 1066
DDR3L 元件 HP FFV/FLV 1600 1866 1866 1866 1866
RLDRAM 3 (MHz) HP   933 1066 1066 1200 1200  
QDR-IV (MHz) HP 全部 933   933   1066   1066   1066  
HMC Gen 2 GT 全部 15000TX +
15000RX
15000TX +
15000RX
15000TX +
15000RX
15000TX +
15000RX
15000TX +
15000RX
带宽引擎 3 GTY 全部 10313 28000 10312 28000 28000
带宽引擎 2 GTH 全部 10313 10313 10313 15500 15500
  最大带宽 (Mb/s)
Speed Grade -1 -2 -3
临时等级 C/I/LI/HE HE E/I E
VCCINT 0.95V 1.0V 0.95V 1.0V
DDR4 HP I/O 2133 2400 2400 2400
DDR3 HP I/O 1866 2133 2133 2133
DDR3L HP I/O 1600 1866 1866 1866
QDR-II+ (MHz) HP I/O 550 600 600 633
QDR-IV (MHz) HP I/O 667 800 800 800
RLDRAM 3 (MHz) HP I/O 933 1066 1066 1066
HMC Gen 2 15000TX +
15000RX
15000TX +
15000RX
15000TX +
15000RX
15000TX +
15000RX
带宽引擎 3 10313 15500 28000 28000
带宽引擎 2 10313 15500 15500 15500

Zynq-7000 全可编程 SoC 在处理系统中有硬内存控制器。Zynq-7000 AP SoC 可支持 1 GB 可寻址内存。可在可编程逻辑区域添加其它内存。

Zynq-7000 (Z-7007S, Z-7012S, Z-7014S, Z-7010, Z-7015, Z-7020) 处理系统

  最大带宽 (Mb/s)
接口 -1 -2 -3*
DDR3 Component 1066 1066 1066
DDR3L 组件 1066 1066 1066
DDR2 Component 800 800 800
LPDDR2 组件 800 800 800

* -3 速度级在 Z-7007S、Z-7012S 和 Z-7014S 中不提供

Zynq-7000 (Z-7030, Z-7035, Z-7045, Z-7100) 处理系统

  最大带宽 (Mb/s)
接口 -1 -2 -3
DDR3 Component 1066 1066 1333
DDR3L 组件 1066 1066 1066
DDR2 Component 800 800 800
LPDDR2 组件 800 800 800

Zynq-7000 (Z-7007S, Z-7012S, Z-7014S, Z-7010, Z-7015, Z-7020) 可编程逻辑

  最大带宽 (Mb/s)
  Vccint = 1.0V
接口 -1 -2 -3*
DDR3 元件 800 800 1066
DDR3L 元件 667 800 800
DDR2 Component 667 800 800
LPDDR2 组件 533 667 667

* -3 速度级在 Z-7007S、Z-7012S 和 Z-7014S 中不提供

Zynq-7000 (Z--7030, Z-7035, Z-7045, Z-7100) 可编程逻辑

  最大带宽 (Mb/s)
      Vccint = 0.95V Vccint = 1.0V
接口 列类型 Vccaux_IO -2LI -1 -2 -3E
DDR3 元件 HP 2.0V 1600 1600 1866* 1866*
DDR3 元件 HP 1.8V 1333 1066 1333 1600
DDR3 元件 HR N/A 1066 800 1066 1066
DDR3L 元件 HP 2.0V 1600 1333 1600 1600
DDR3L 元件 HP 1.8V 1066 800 1066 1333
DDR3L 元件 HR N/A 800 667 800 800
QDR-II+ (MHz) HP 全部 1000 900 1000 1100
QDR-II+ (MHz) HR N/A 900 800 900 1000
RLDRAM II (MHz) HP 全部 1000 900 1000 1066
RLDRAM II (MHz) HR N/A N/A N/A N/A N/A
带宽引擎 3 GTH N/A 10313 N/A 10313 10313
带宽引擎 2 GTH N/A 10313 N/A 10313 10313

Virtex-7 与 Kintex-7 FPGA

  最大带宽 (Mb/s)
接口 列类型 Vccaux_IO -2LE
Vccint = 0.95V
-2LI
Vccint = 0.95V
-1
Vccint = 1.0V
-2
Vccint = 1.0V
-3
Vccint = 1.0V
DDR3 元件 HP 2.0V 1333 1600 1600 1866* 1866*
DDR3 元件 HP 1.8V 1066 1333 1066 1333 1600
DDR3 元件 HR N/A 800 1066 800 1066 1066
DDR3L 元件 HP 2.0V 1066 1600 1333 1600 1600
DDR3L 元件 HP 1.8V 800 1066 800 1066 1333
DDR3L 元件 HR N/A 667 800 667 800 800
QDR-II+ (MHz) HP 全部 900 1000 900 1000 1100
QDR-II+ (MHz) HR N/A 800 900 800 900 1000
RLDRAM II (MHz) HP 全部 900 1000 900 1000 1066
RLDRAM II (MHz) HR N/A N/A N/A N/A N/A N/A
带宽引擎 3 GTH N/A N/A 10313 N/A 10313 10313
带宽引擎 2 GTH N/A N/A 10313 N/A 10313 10313

*对于需要带宽超过 1800 Mb/s 的设计,请申请 webcase: Xilinx 技术支持

Artix-7 FPGA

  最大带宽 (Mb/s)
接口 -2LE
Vccint = 0.9V
-1LI
Vccint = 0.95V
-1
Vccint = 1.0V
-2
Vccint = 1.0V
-3
Vccint = 1.0V
DDR3 元件 800 800 800 800 1066
DDR3L 元件 667 667 667 800 800
DDR2 Component 667 667 667 800 800
LPDDR2 组件 533 533 533 667 667

Spartan-7 FPGA

  最大带宽 (Mb/s)
接口 -1LI
Vccint = 0.95V
-1
Vccint = 1.0V
-2
Vccint = 1.0V
DDR3 元件 667 667 800
DDR3L 元件 667 667 800
DDR2 Component 667 667 800
  存储器类型
  DDR3 SDRAM DDR2 SDRAM DDR SDRAM LPDDR SDRAM
Spartan-6 800 Mb/s 800 Mb/s 400 Mb/s 400 Mb/s

工具

Xilinx 提供业界一流的工具估算存储器性能、接口容量与功耗,不仅可最大限度地提高功耗性能比,而且还可加速设计与实现进程。下面是各种与存储器及功耗有关的工具,可立即启动设计。

内存选型指南

相对价值 DDR4 DIMM HMC RLDRAM 3 QDR-IV LPDDR4 Virtex UltraScale+ HBM 器件
带宽 21GB/s 160GB/s 10.8 GB/s 16.8 GB/s 9.6GB/s 460 GB/s
密度 32 GB 2 GB 280 MB
(0.280 GB)
18 MB
(0.018 GB)
4 GB 8 GB
每 GB 价格 $ $$$ $$ $$ $$ $$
PCB 需求
功耗 (pJ/bit) ~27 ~30 ~40 ~27 ~19 ~7
时延