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FPGA在人工智能时代的独特优势的全面分析

2019-03-21 09:34 ? 次阅读

登录新甫京343414com www.london-email-marketing.com 作者 | 老石,博士毕业于伦敦帝国理工大学电子工程系,现任某知名半导体公司高级FPGA研发工程师,深耕于FPGA的数据中心网络加速、网络功能虚拟化、高速有线网络通信等领域的研发和创新工作。曾经针对FPGA、高性能与可重构计算等技术在学术界顶级会议和期刊上发表过多篇研究论文。

很多世界顶尖的“建筑师”可能是你从未听说过的人,他们设计并创造出了很多你可能从未见过的神奇结构,比如在芯片内部源于沙子的复杂体系。如果你使用手机、电脑,或者通过互联网收发信息,那么你就无时无刻不在受益于这些建筑师们的伟大工作。

Doug Burger博士就是这群“建筑师”里的一员。他现任微软技术院士(Technical Fellow),曾任微软研究院杰出工程师、德克萨斯大学奥斯丁分校计算机科学教授。他也是微软FPGA项目Catapult和Brainwave的首席架构师和主要负责人。2018年,Doug Burger在微软研究院的播客里分享了他对后摩尔定律时代芯片产业发展的观点与愿景,并展望了人工智能时代芯片技术的前进方向。

老石对他的观点进行了整理和采编。本文主要是Doug Burger博士对FPGA在人工智能时代的独特优势的全面分析,以及他对于人工智能技术发展的深刻思考。文章很长,但全部是他几十年从业经验的深入浅出的阐述,尽显大师之风,值得一读。

目 录

1. 什么是暗硅效应

2. FPGA:解决暗硅效应的有效途径

3. 使用FPGA的独特优势是什么

4. 什么是Catapult项目

5. 脑波项目与实时AI

6. 评价实时AI系统的主要标准

7. AI未来的发展路在何方?

1. 什么是暗硅效应

在我加入微软之前,我和我的博士生Hadi Esmaeilzadeh正在开展一系列研究工作。他现在已经是加州大学圣地亚哥分校的副教授。在当时,学术界和业界的主要发展趋势就是多核心架构。虽然尚未完全成为一个正式的全球性共识,但多核架构是当时非常热门的研究方向。人们认为,如果可以找到编写和运行并行软件的方法,我们就能直接将处理器架构扩展到数千个核心。然而,Hadi和我却对此不以为然。

于是,我们在2011年发表了一篇论文,并因此获得了很高的知名度。虽然在那篇论文里没有明确的定义“暗硅(dark silicon)”这个词,但是它的意义却得到了广泛认可。

暗硅效应指的是,虽然我们可以不断增加处理器核心的数量,但是由于能耗限制,无法让它们同时工作。就好像一幢大楼里有很多房间,但由于功耗太大,你无法点亮每个房间的灯光,使得这幢大楼在夜里看起来有很多黑暗的部分。这其中的本质原因是在后摩尔定律时代,晶体管的能效发展已经趋于停滞。

(暗硅示意图,图片来自NYU)

这样,即使人们开发出了并行软件,并且不断增加了核心数量,所带来的性能提升也会比以往要小得多。所以,除此之外,业界还需要在其他方面带来更多进展,以克服“暗硅”的问题。

2. FPGA:解决暗硅效应的有效途径

在我看来,一个可行的解决方法就是采用“定制计算”,也就是为特定的工作场景和负载优化硬件设计。然而,定制计算或定制芯片的主要问题就是高昂的成本。例如对于一个复杂的云计算场景,不论是设计者还是使用者都不会采用一个由47000种不同的芯片所组成的系统。

因此,我们将赌注押在了这个名叫FPGA的芯片上。FPGA全名叫“现场可编程逻辑阵列”,它本质是一种可编程的芯片。人们可以把硬件设计重复烧写在它的可编程存储器里,从而使FPGA芯片可以执行不同的硬件设计和功能。另外,你也可以在使用现场动态的改变它上面运行的功能,这就是为什么它们被称作“现场可编程”的原因。事实上,你可以每隔几秒就改变一次FPGA芯片上运行的硬件设计,因此这种芯片非常灵活。

英特尔Stratix 10 FPGA芯片,图片来自英特尔)

基于这些特点,我们在FPGA这项技术上押下重注,并且将其广泛的部署到了微软的云数据中心里。与此同时,我们也开始将很多重要的应用和功能,从基于软件的实现方式,慢慢转移到基于FPGA的硬件实现方式上。可以说,这是一个非常有趣的计算架构,它也将是我们的基于定制化硬件的通用计算平台。

通过使用FPGA,我们一方面可以尽早开展定制化计算与定制芯片的研究与设计,另一方面,我们可以保持与现有架构相互兼容的同构性。

如果具体的应用场景或算法发展的太快,或者硬件规模太小的时候,我们可以继续使用FPGA实现这些硬件功能。当应用规模逐渐扩大时,我们可以在合适的时机,选择将这些已经成熟的定制化硬件设计直接转化成定制化芯片,以提高它们的稳定性,降低功耗和成本。

灵活性是FPGA最重要的特点。要知道,FPGA芯片已经在电信领域中得到了非常广泛的使用。这种芯片非常擅长对数据流进行快速处理,同时也被用于流片前的功能测试等。但是在云计算中,之前并没有人能够真正成功的大规模部署FPGA。我指的“部署”,并不是指那些用来作为原型设计或概念验证的工作,而是指真正的用于工业级使用的部署。

3. 使用FPGA的独特优势是什么

首先我想说的是,CPUGPU都是令人惊叹的计算机架构,它们是为了不同的工作负载与应用场景而设计的。

CPU是一种非常通用的架构,它的工作方式基于一系列的计算机指令,也称为“指令集”。简单来说,CPU从内存中提取一小部分数据,放在寄存器或者缓存中,然后使用一系列指令对这些数据进行操作。操作完毕后,将数据写回内存,提取另一小部分数据,再用指令进行操作,并周而复始。我把这种计算方式称为“时域计算”。

不过,如果这些需要用指令进行处理的数据集太大,或者这些数据值太大,那么CPU就不能很高效地应对这种情况。这就是为什么在处理高速网络流量的时候,我们往往需要使用定制芯片,比如网卡芯片等,而不是CPU。这是因为在CPU中,即使处理一个字节的数据也必须使用一堆指令才能完成,而当数据流以每秒125亿字节进入系统时,这种处理方式哪怕使用再多的线程也忙不过来。

对于GPU来说,它所擅长的是被称作“单指令多数据流(SIMD)”的并行处理。这种处理方式的本质是,在GPU中有着一堆相同的计算核心,可以处理类似但并不是完全相同的数据集。因此,可以使用一条指令,就让这些计算核心执行相同的操作,并且平行的处理所有数据。

然后对于FPGA而言,它实际上是CPU计算模型的转置。与其将数据定在架构上,然后使用指令流对其处理,FPGA将“指令”锁定在架构上,然后在上面运行数据流。

(CPU与FPGA计算模型的对比,图片来自微软)

我把这种计算方式称为“结构计算”,也有人称之为“空间计算”,与CPU的“时域计算”模型相对应。其实叫什么名称都无所谓,但它的核心思想是,将某种计算架构用硬件电路实现出来,然后持续的将数据流输入系统,并完成计算。在云计算中,这种架构对于高速传输的网络数据非常有效,并且对于CPU来说也是一个很好的补充。

4. 什么是Catapult项目

Catapult项目的主要目的是在微软的云数据中心大规模部署FPGA。虽然这个项目涵盖了电路和系统架构设计等工程实践,但它的本质还是一个研究项目。

在2015年末,我们开始在微软购买的几乎每台新服务器上部署Catapult FPGA板卡。这些服务器被用于微软的必应搜索、Azure云服务以及其他应用。到目前为止,我们已经发展到了非常大的规模,FPGA已经在世界范围内被大规模部署。这也使得微软成为了世界上最大的FPGA客户之一。

(Catapult FPGA板卡,图片来自微软)

在微软内部,很多团队都在使用Catapult FPGA来增强自己的服务。同时,我们使用FPGA对云计算的诸多网络功能进行加速,这样我们的客户会得到比以往更加快速、稳定、安全的云计算和网络服务。比如,当网络数据包以每秒500亿比特的速度进行传输时,我们可以使用FPGA对这些数据包进行控制、分类和改写。相反的,如果我们使用CPU来做这些事情的话,将需要海量的CPU内核资源。因此,对于我们这样的应用场景,FPGA是一个更好的选择。

(微软的FPGA板卡,图片来自微软)

5. 脑波项目与实时AI

当前,人工智能有了很大的发展,而这很大程度上归功于深度学习技术的发展。人们逐渐认识到,当你有了深度学习算法、模型,并构建了深度神经网络时,需要足够多的数据去训练这个网络。只有加入更多的数据,才会让深度神经网络变的更大、更好。通过使用深度学习,我们在很多传统的AI领域取得了长足的进展,比如机器翻译、语音识别、计算机视觉等等。同时,深度学习也可以逐步替换这些领域发展多年的专用算法。

这些巨大的发展和变革,促使我思考它们对半导体和芯片架构的影响。于是,我们开始重点布局针对AI、机器学习、特别是深度学习的定制化硬件架构,这也就是脑波项目(Project Brainwave)产生的主要背景。

在脑波项目里,我们提出了一种深度神经网络处理器,也有人称之为神经处理单元,或者NPU(Neural Processing Unit)。对于像必应搜索这样的应用来说,他们需要很强的计算能力,因为只有不断学习和训练,才能向用户提供更优的搜索结果。因此,我们将大的深度神经网络利用FPGA进行加速,并在很短的时间内返回结果。目前,这种计算架构已经在全球范围内运行了一段时间。在2018年的微软开发者大会上,我们正式发布了脑波项目在Azure云服务上的预览版。我们也为一些用户提供带有FPGA的板卡,使他们可以使用自己公司的服务器,从Azure上获取AI模型并运行。

(Brainwave FPGA板卡,图片来自微软)

对于脑波项目来说,另外一个非常重要的问题在于神经网络的推断。目前的很多技术使用的是一种叫做批处理的方法。比如说,你需要将很多个不同的请求收集到一起,然后打包发送到NPU进行处理,然后一次性得到所有的答案。

对于这种情形,我经常把它比喻成你在银行里排队,你排在第二个,但总共有100个人排队。出纳员将所有人的信息收集起来,并询问每个人想要办什么业务,然后取钱存钱,再把钱和收据发给每个人。这样每个人的业务都在同一时刻完成,而这就是所谓的批处理。

对于批处理应用来说,可以达到很好的吞吐量,但是往往会有很高的延时。这就是我们为什么在尝试推动实时AI的发展。

6. 评价实时AI系统的主要标准

评价实时AI的主要性能指标之一,就是延时的大小。然而,延时到底多小才算“够小”,这更像是一个哲学问题。事实上,这取决于具体的应用场景。比如,如果在网络上监控并接收多个信号,并从中分析哪个地方发生了紧急情况,那么几分钟的时间就算够快了。然而,如果你正在和某人通过网络进行交谈,哪怕是非常小的延时和卡顿也会影响通话质量,就像很多电视直播采访里经常出现的两个人在同时讲话那样。

另外一个例子是,微软的另一项人工智能技术是所谓的HPU,它被用于HoloLens设备中。HoloLens是一款智能眼镜,它能提供混合现实和增强现实等功能,它里面的HPU也具备神经网络的处理功能。

(宇航员Scott Kelly在国际空间站上使用HoloLens,图片来自NASA)

对于HPU,它需要实时分析使用者周围的环境,这样才能在你环顾四周时,无缝的展示虚拟现实的内容。因此在这种情况下,即使延时只有几个毫秒,也会对使用者的体验造成影响。

除了速度之外,另一个需要考虑的重要因素就是成本。举例来说,如果你希望通过处理数十亿张图像或数百万行文本,进而分析和总结出人们常问的问题或者可能在寻找的答案,就像很多搜索引擎做的那样;抑或是医生想要从很多放射扫描影像中寻找潜在的癌症指征,那么对于这些类型的应用来说,服务成本就非常重要。在很多情况下,我们需要权衡以下两点,一个是系统的处理速度有多快,或者通过何种方式能提升处理速度;另一个就是对于每个服务请求或处理,它的成本有多少。

很多情况下,增加系统的处理速度势必代表着更多的投入和成本的攀升,两者很难同时满足。但这就是脑波项目的主要优势所在,通过使用FPGA,我认为我们在这两个方面都处于非常有利的位置。在性能方面我们是最快的,在成本上我们大概率也是最便宜的。

7. AI未来的发展路在何方?

说实话,我一点也不担心人工智能的末日。相比任意一种现有的生物系统的智能,人工智能的效率还差着成千上万倍的距离。可以说,我们现在的AI其实并不算怎么“智能”。另外,我们也需要在道德层面关注和掌控AI的发展。

不管怎样,我们的工作从某种程度上提高了计算的效率,这使得它可以用来帮助解决重大的科学问题,我对此有很强的成就感。

对于那些正在考虑从事硬件系统和计算机架构研究的人来说,最重要的就是找到那颗能让你充满激情并为之不懈奋斗的“北极星”,然后不顾一切的为之努力。一定要找到那种打了鸡血的感觉,不用担心太多诸如职业规划、工作选择等问题,要相信车到山前必有路。你在做的工作,应该能让你感受到它真正能带来变革,并帮助你在变革的道路上不断前行。

当前,人们已经开始意识到,在我说的这些“后·冯诺依曼时代”的异构加速器之外,还有远比这些更加深刻的东西等待我们探寻。我们已经接近了摩尔定律的终点,而基于冯诺依曼体系的计算架构也已经存在了相当长的时间。自从冯诺依曼在上世纪四十年代发明了这种计算架构以来,它已经取得了惊人的成功。

但是现在,除了这种计算结构外,又产生了各种硬件加速器,以及许多人们正在开发的新型架构,但是从整体上来看,这些新结构都处在一个比较混乱的状态。

我认为,在这个混乱的表象之下,还隐藏着更加深刻的真理,而这将会是人们在下个阶段的最重要发现,这也是我目前经常在思考的问题。

我慢慢发现,那些可能已经普遍存在的东西会是计算架构的下一个巨大飞跃。当然,我也可能完全错了,但这就是科学研究的乐趣所在。

原文标题:FPGA在人工智能时代的独特优势

文章出处:【微信号:rgznai100,微信公众号:AI科技大本营】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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发表于 03-22 14:00 ? 11次 阅读
FPGA视频教程之学习FPGA选择verilog还是vhdl详细资料说明

FPGA视频教程之如何设计复杂的数字系统详细资料和硬件描述语言概述

1.选用合适的EDA仿真工具,2.选用合适电路图输入和HDI编辑工具,3.逐个编写可综合HDL模块,....
发表于 03-22 13:59 ? 17次 阅读
FPGA视频教程之如何设计复杂的数字系统详细资料和硬件描述语言概述

FPGA视频教程之NIOS II开发流程的详细资料说明

本文档的主要内容详细介绍的是FPGA视频教程之NIOS II开发流程的详细资料说明主要目的是:1.完....
发表于 03-22 13:59 ? 9次 阅读
FPGA视频教程之NIOS II开发流程的详细资料说明

FPGA视频教程之Verilog HDL有什么用处详细资料说明

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发表于 03-22 13:57 ? 16次 阅读
FPGA视频教程之Verilog HDL有什么用处详细资料说明

PIC18F45K50 0x4000以上的存储器显示为0x00

嗨,我正在寻找新的思路和方法来调试这个问题。我的问题是,当我擦除设备内存时,0x4000以上的显示为0x00。我使用的是引导加载程...
发表于 03-22 07:54 ? 47次 阅读
PIC18F45K50 0x4000以上的存储器显示为0x00

怎么通过FPGA实现微控制器?

亲爱的朋友们, 我听说我们甚至可以通过FPGA实现微控制器。 例如,我们可以用FPGA实现AVR micro。 我的问题是:我...
发表于 03-22 07:32 ? 12次 阅读
怎么通过FPGA实现微控制器?

怎么将图像发送到FPGA?

大家好, 我使用的是zynq ZC702主板和Vivado 2014.2。 我想将640x480图像发送到主板的DDR3内存。 将图像发送到FPGA...
发表于 03-22 07:12 ? 20次 阅读
怎么将图像发送到FPGA?

FPGA图像视频套件开发指南Ver2.01

特权VIP FPGA图像视频套件开发指南Ver2.01 (by特权同学)Xilinx FPGA入门连载 (5.52 MB )...
发表于 03-22 06:35 ? 13次 阅读
FPGA图像视频套件开发指南Ver2.01

EVAL-ADV7392EBZ,ADV7392 SD/HD视频编码器评估板

EVAL-ADV7392EBZ,ADV7392 40引脚LFCSP视频解码器的评估板允许...
发表于 03-22 06:33 ? 79次 阅读
EVAL-ADV7392EBZ,ADV7392 SD/HD视频编码器评估板

用于fpga编程的额外引脚怎么获取

亲爱的每一个人, 我对fpga编程有疑问..如果我想使用另一个fpga来做它(例如编程fpga2我将使用fpga1),除了jtag之外,我可能需...
发表于 03-22 06:03 ? 38次 阅读
用于fpga编程的额外引脚怎么获取

CYCLONE IV FPGA想用JTAG口编程FLASH,提问关于MSEL的BANK区为1.8V时的配置问题

CYCLONE IV FPGA 想用JTAG口编程FLASH,MSEL所在BANK被用于DDR,IO电压为1.8V,手册的配置...
发表于 03-21 10:24 ? 233次 阅读
CYCLONE IV FPGA想用JTAG口编程FLASH,提问关于MSEL的BANK区为1.8V时的配置问题

数据表中的错误?

我们尝试使用SPI和RTC在自动存储模式下使用CY14B101P存储器。在表1中的第3页的产品数据表引脚定义CS引脚在被拉低时激...
发表于 03-21 09:26 ? 163次 阅读
数据表中的错误?

ADSP-BF514F16 集成16 MB FLASH存储器和RSI的BLACKFIN嵌入式处理器

和特点 高达400MHz的高性能Blackfin处理器2个16位MAC、2个40位ALU、4个8位视频ALUs、40位移位器RISC式寄存器和指令模型,简化编程并提供编译器相关支持 宽工作电压范围 通过汽车应用认证 168引脚CSP_BGA封装或176引脚LQFP_EP封装(裸露焊盘) 存储器116KB片内存储器外部存储器控制器无缝支持SDRAM和异步8/16位存储器带引导选项的可选16Mb SPI闪存 外设IEEE 802.3兼容型10/100以太网MAC,支持IEEE 1588(仅限ADSP-BF518/ADSP-BF518F16)并行外设接口(PPI),支持ITU-R 656视频数据格式 欲了解更多特性,请参考数据手册 产品详情 ADSP-BF512、ADSP-BF514/ADSP-BF514F16、ADSP-BF516、ADSP-BF518/ADSP-BF518F16处理器属于Blackfin?系列产品,采用ADI公司/Intel公司的微信号架构(MSA)。 Blackfin处理器将先进的双MAC信号处理引擎、干净且正交的RISC式微处理器指令集的优势和单指令、多数据流(SIMD)多媒体能力结合为一个指令集架构。ADSP-BF514F16产品可代替现已停产的ADSP-BF51xF产品。 这些处理器与其它Blackfin处理...
发表于 02-22 14:50 ? 0次 阅读
ADSP-BF514F16 集成16 MB FLASH存储器和RSI的BLACKFIN嵌入式处理器

ADSP-BF518F16 集成16 MB FLASH存储器并支持IEEE-1588的BLACKFIN嵌入式处理器

和特点 高达400MHz的高性能Blackfin处理器2个16位MAC、2个40位ALU、4个8位视频ALUs、40位移位器RISC式寄存器和指令模型,简化编程并提供编译器相关支持 宽工作电压范围 通过汽车应用认证 168引脚CSP_BGA封装或176引脚LQFP_EP封装(裸露焊盘) 存储器116KB片内存储器外部存储器控制器无缝支持SDRAM和异步8/16位存储器带引导选项的可选16Mb SPI闪存 外设IEEE 802.3兼容型10/100以太网MAC,支持IEEE 1588(仅限ADSP-BF518/ADSP-BF518F16)并行外设接口(PPI),支持ITU-R 656视频数据格式 欲了解更多特性,请参考数据手册 产品详情 ADSP-BF512、ADSP-BF514/ADSP-BF514F16、ADSP-BF516、ADSP-BF518/ADSP-BF518F16处理器属于Blackfin?系列产品,采用ADI公司/Intel公司的微信号架构(MSA)。 Blackfin处理器将先进的双MAC信号处理引擎、干净且正交的RISC式微处理器指令集的优势和单指令、多数据流(SIMD)多媒体能力结合为一个指令集架构。ADSP-BF518F16产品可代替现已停产的ADSP-BF51xF产品。 这些处理器与其它Blackfin处理...
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ADSP-BF518F16 集成16 MB FLASH存储器并支持IEEE-1588的BLACKFIN嵌入式处理器

LTC3676 面向应用处理器的电源管理解决方案

和特点 4 通道 I2C 可调高效率降压型 DC/DC 转换器:2.5A、2.5A、1.5A、1.5A3 个 300mA LDO 稳压器 (有 2 个是可调的)具有 VTT 和 VTTR 基准的 DDR 电源解决方案具有系统复位功能的按钮 ON / OFF 控制独立的使能引脚搭接或 I2C 排序可编程自主型断电控制动态电压调节电源良好和复位功能可选的 2.25MHz 或 1.12MHz 开关频率始终保持运行的 25mA LDO 稳压器12μA 待机电流扁平 40 引线 6mm x 6mm QFN 和 48 引线裸露焊盘 LQFP 封装 产品详情 LTC?3676 是一款完整的电源管理解决方案,适合基于高级便携式应用处理器的系统。该器件包含 4 个用于内核、存储器、I/O 和片上系统 (SoC) 电源轨的同步降压型 DC/DC 转换器,以及 3 个用于低噪声模拟电源的 300mA LDO 稳压器。LTC3676-1 具有一个专为支持 DDR 终端和一个 VTTR 基准输出而配置的 ±1.5A 降压型稳压器。一个 I2C 串行端口用于控制稳压器使能、断电排序、输出电压电平、动态电压调节、操作模式和状态报告。稳压器启动的排序操作通过按期望的次序将其输出连接至使能引脚或通过 I2C 端口来完成。系统上电、断电和复位功能受控于按钮接口、...
发表于 02-22 14:30 ? 0次 阅读
LTC3676 面向应用处理器的电源管理解决方案

LTC3612 3A、4MHz、单片式同步降压型 DC/DC 转换器

和特点 3A 输出电流 2.25V 至 5.5V 输入电压范围 低输出纹波突发模式 (Burst Mode?) 操作:IQ = 70μA ±1% 输出电压准确度 输出电压低至 0.6V 高效率:达 95%低压差操作:100% 占空比停机电流:≤1μA可调开关频率:高达 4MHz可任选的有源电压定位 (AVP) 和内部补偿可选的脉冲跳跃 / 强制连续 / 具可调突发箝位的突发模式操作可编程软起动用于启动跟踪或外部基准的输入DDR 存储模式,IOUT = ±1.5A采用耐热性能增强型 20 引脚 (3mm x 4mm) QFN 和 TSSOP 封装 产品详情 LTC?3612 是一款低静态电流、单片式、同步降压型稳压器,采用一种电流模式、恒定频率架构。睡眠模式中的无负载 DC 电源电流仅为 70μA,并在无负载条件下保持了输出电压 (突发模式操作),在停机模式中电流降至零。2.25V 至 5.5V 的输入电源电压范围使 LTC3612 非常适合于单节锂离子电池和固定低电压输入应用。100% 占空比能力可提供低压差操作,从而延长了电池供电型系统中的工作时间。该器件的工作频率可在外部设置至高达 4MHz,因而允许使用小的表面贴装型电感器。对于那些对开关噪声敏感的应用,可以使 LTC3612 同步至一个频率高达 4MHz 的外部时...
发表于 02-22 14:28 ? 0次 阅读
LTC3612 3A、4MHz、单片式同步降压型 DC/DC 转换器

LTC3616 6A、4MHz、单片式同步降压型 DC/DC 转换器

和特点 6A 输出电流 2.25V 至 5.5V 输入电压范围 低输出纹波突发模式 (Burst Mode?) 操作:IQ = 75μA ±1% 输出电压准确度 输出电压低至 0.6V 高效率:达 95% 低压差操作:100% 占空比 SW 节点上的可编程转换速率降低了噪声和 EMI 可调开关频率:高达 4MHz 可任选的有源电压定位 (AVP) 和内部补偿 可选的脉冲跳跃 / 强制连续 / 具可调突发箝位的突发模式操作 可编程软起动 用于启动跟踪或外部基准的输入 DDR 存储模式,IOUT = ±3A 采用耐热性能增强型 24 引脚 3mm x 5mm QFN 封装 产品详情 LTC?3616 是一款低静态电流、单片式、同步降压型稳压器,采用一种电流模式、恒定频率架构。睡眠模式中的无负载 DC 电源电流仅为 70μA,并在无负载条件下保持了输出电压 (突发模式操作),在停机模式中降至零电流。2.25V 至 5.5V 的输入电源电压范围使 LTC3616 非常适合于单节锂离子电池和固定低电压输入应用。100% 占空比能力可提供低压差操作,从而延长了电池供电型系统中的工作时间。 该器件的工作频率可在外部设置至高达 4MHz,因而允许使用小的表面贴装型电感器。对于那些对开关噪声敏感的应用,可以使 LTC3616 同步至...
发表于 02-22 14:28 ? 0次 阅读
LTC3616 6A、4MHz、单片式同步降压型 DC/DC 转换器

LTC3614 4A、4MHz、单片式同步降压型 DC/DC 转换器

和特点 4A 输出电流 2.25V 至 5.5V 输入电压范围 低输出纹波突发模式 (Burst Mode?) 操作:IQ = 75μA ±1% 输出电压准确度 输出电压低至 0.6V 高效率:达 95%低压差操作:100% 占空比SW 节点上的可编程转换速率降低了噪声和 EMI可调开关频率:高达 4MHz可任选的有源电压定位 (AVP) 和内部补偿可选的脉冲跳跃 / 强制连续 / 具可调突发箝位的突发模式操作可编程软起动用于启动跟踪或外部基准的输入DDR 存储模式,IOUT = ±3A采用耐热性能增强型 24 引脚 3mm x 5mm QFN 封装 产品详情 LTC?3614 是一款低静态电流、单片式、同步降压型稳压器,采用一种电流模式、恒定频率架构。睡眠模式中的无负载 DC 电源电流仅为 75μA,并在无负载条件下保持了输出电压 (突发模式操作),在停机模式中降至零电流。2.25V 至 5.5V 的输入电源电压范围使 LTC3614 非常适合于单节锂离子电池和固定低电压输入应用。100% 占空比能力可提供低压差操作,从而延长了电池供电型系统中的工作时间。 该器件的工作频率可在外部设置至高达 4MHz,因而允许使用小的表面贴装型电感器。对于那些对开关噪声敏感的应用,可以使 LTC3614 同步至一个频率高达 4M...
发表于 02-22 14:27 ? 0次 阅读
LTC3614 4A、4MHz、单片式同步降压型 DC/DC 转换器

LTC3617 用于 DDR 终端的 ±6A、单片式、同步降压型稳压器

和特点 ±6A 输出电流 2.25V 至 5.5V 输入电压范围 ±10mV 输出电压准确度 专为低至 0.5V 的低输出电压而优化 高效率 用于 VTTR = VDDQIN ? 0.5 的集成型缓冲器 停机电流:<1μA 可调开关频率:高达 4MHz 任选的内部补偿 内部软起动 电源良好状态输出 输入过压保护 耐热性能增强型 24 引脚 3mm x 5mm QFN 封装 产品详情 LTC?3617 是一款高效率、单片式、同步降压型稳压器,采用一种电流模式、恒定频率架构。该器件的工作输入电压范围为 2.25V 至 5.5V,并提供了一个等于 0.5 ? VDDQIN 的稳定输出电压,同时可供应和吸收高达 6A 的负载电流。内部放大器可提供一个等于 0.5·VDDQIN 的 VTTR 输出电压,并具有 ±10mA 的输出电流能力。此 IC 的工作频率可在外部设置至高达 4MHz,因而允许使用小的表面贴装型电感器。对于那些对开关噪声敏感的应用,可以使 LTC3617 同步至一个频率高达 4MHz 的外部时钟。LTC3617 中的强制连续模式操作可降低噪声及 RF 干扰。可调的外部补偿使得能够在一个很宽的负载和输出电容范围内优化瞬态响应。内部同步开关提升了效率,并免除了增设一个外部箝位二极管的需要,从而最大...
发表于 02-22 14:24 ? 0次 阅读
LTC3617 用于 DDR 终端的 ±6A、单片式、同步降压型稳压器

LTC3615 双通道、4MHz、3A、同步降压型 DC/DC 转换器

和特点 高效率:达 94% 具 2 x 3A 输出电流能力的双路输出 低输出纹波突发模式 (Burst Mode?) 操作:IQ = 130μA 2.25V 至 5.5V 输入电压范围 ±1% 输出电压准确度 输出电压低至 0.6V 开关引脚上的可编程转换速率 低压差操作:100% 占空比 停机电流:≤1μA 可调开关频率:高达 4MHz 内部或外部补偿 可选的脉冲跳跃 / 强制连续 / 具可调突发箝位的突发模式操作 可任选的有源电压定位 (AVP) 和内部补偿 通道之間的 0° / 90° / 180° (LTC3615) 或 140° / 180° 可選相移 固定内部和可编程外部软起动 准确的启动跟踪能力 DDR 存储模式的 IOUT = ±1.5A 采用 4mm x 4mm QFN-24 封装和 TSSOP-24 封装 ? 产品详情 LTC?3615 / LTC3615-1 是一款双通道、3A、同步降压型稳压器,采用一种电流模式、恒定频率架构。DC 电源电流仅为 130μA (在无负载时执行突发模式操作),并保持了输出电压,在停机模式中降至零电流。2.25V 至 5.5V 的输入电源范围使器件非常适合于单节锂离子电池应用。100% 占空比能力可提供低压差操作,从而延长了电池供电式系统中的工作时间。 该器件的工作频率可在外部设置至高达 4MHz...
发表于 02-22 14:23 ? 0次 阅读
LTC3615 双通道、4MHz、3A、同步降压型 DC/DC 转换器

LTM4632 用于 DDR-QDR4 存储器的超薄、三路输出、降压型 μModule 稳压器

和特点 包括 VDDQ、VTT、VTTR (或 VREF) 的完整 DDR-QDR4 SRAM 电源解决方案占板面积为 0.5cm2 (双面 PCB) 的解决方案宽输入电压范围:3.6V 至 15V3.3V 输入可兼容连接至 INTVCC 的 VIN0.6V 至 2.5V 输出电压范围双路 ±3A DC 输出电流 (具有提供和吸收能力)±1.5%、±10mA 缓冲 VTTR = VDDQ/2 输出3A VDDQ + 3A VTT 或双相单路 6A VTT在整个负载、电压和温度范围内具有 ±1.5% 的最大总输出电压调节误差电流模式控制,快速瞬态响应外部频率同步多相可并联和均流可选的突发模式 (Burst Mode?) 操作过压输入和过热保护电源良好指示器超薄型 6.25mm x 6.25mm x 1.82mm LGA 封装和超薄型 6.25mm x 6.25mm x 2.42mm BGA 封装 产品详情 LTM?4632 是一款超薄的三路输出降压型 μModule? (电源模块) 稳压器,可提供用于 DDR-QDR4 SRAM 的完整电源解决方案。LTM4632 可在一个 3.6V 至 15V 的输入电压范围内运作,支持两个用于 VDDQ 和 VTT 的 ±3A 输出电源轨 (两者均可吸收和提供电流) 和一个 10mA 低噪声基准 VTTR 输出。VTT 和 VTTR 皆跟踪并等于 VD...
发表于 02-22 14:14 ? 8次 阅读
LTM4632 用于 DDR-QDR4 存储器的超薄、三路输出、降压型 μModule 稳压器

LTC3876 用于 DDR 电源的双通道 DC/DC 控制器具有差分 VDDQ 检测功能和 ±50mA VTT 基准

和特点 具 VTT 基准的完整 DDR 电源解决方案 宽 VIN 范围:4.5V 至 38V,VDDQ:1V 至 2.5V ±0.67% VDDQ 输出电压准确度 VDDQ 和 VTT 终端控制器 ±1.2% ±50mA 线性 VTTR 基准输出 受控导通时间、谷值电流模式控制 频率可编程范围:200kHz 至 2MHz 可同步至外部时钟 tON(MIN) = 30ns,tOFF(MIN) = 90ns RSENSE 或电感器 DCR 电流检测 电源良好输出电压监视器 过压保护和电流限值折返 耐热性能增强型 38 引脚 (5mm x 7mm) QFN 封装和 TSSOP 封装产品详情 LTC?3876 是一款完整的 DDR 电源解决方案,可兼容 DDR1、DDR2、DDR3 及未来的较低电压 DDRX标准。LTC3876 包括 VDDQ 和 VTT DC/DC 控制器和一个高精度线性 VTT 基准。一个差分输出检测放大器与高精度的内部基准相组合,可提供一个准确的 VDDQ 电源。VTT 控制器负责跟踪高精度的 VTTR 线性基准,并具有 <20mV 的总 DC 误差。对于一个 ±50mA 基准负载,当跟踪二分之一 VDDQ 时,高精度的 VTTR 基准可在整个温度范围内保持 1.2% 的调节准确度。LTC3876 允许在 4.5V 至 38V (最大...
发表于 02-22 14:11 ? 0次 阅读
LTC3876 用于 DDR 电源的双通道 DC/DC 控制器具有差分 VDDQ 检测功能和 ±50mA VTT 基准

LTC3831-1 用于 DDR 存储器终端的高功率同步开关稳压控制器

和特点 VOUT低至 0.4V 用于 DDR 存储器终端的高功率开关稳压控制器 VOUT跟踪 1/2 of VIN或外部VREF 无需电流检测电阻器 低 VCC 电源:3V 至 8V 在整个温度范围内的最大占空比 >91% 驱动全 N 沟道外部 MOSFET 高效率:达 95% 可编程固定频率操作:100kHz 至 500kHz 外部时钟同步操作 可编程软启动 低停机电流:<10μA 过热保护 采用 16 引脚窄体 SSOP 封装? ? ? 产品详情 LTC?3831-1 是一款专为 DDR 存储器终端而设计的高功率、高效率开关稳压控制器。LTC3831-1 可产生一个等于 1/2 外部电源或基准电压的输出电压。LTC3831-1 采用同步开关架构和 N 沟道 MOSFET。此外,该芯片还可通过上端 N 沟道 FET 的漏-源极电阻来检测输出电流,因而能够在无需使用电流检测电阻器的情况下提供一个可调电流限值。 LTC3831-1 可在输入电源电压低至 3V 的条件下运作,并具有一个 >91% 的最大占空比。该器件包括一个固定频率 PWM 振荡器,用于实现低输出纹波操作。300kHz 的自由运行时钟频率可从外部进行调节,或利用一个外部信号进行同步处理 (同步范围为 100kHz 至高于 500kHz)。在停机模式...
发表于 02-22 14:11 ? 0次 阅读
LTC3831-1 用于 DDR 存储器终端的高功率同步开关稳压控制器

LTC3717 用于 DDR/QDR 存储器终端的宽工作范围、No RSENSE 降压型控制器

和特点 VOUT = 1/2 VIN (电源分离器) 可调和对称的吸收 / 供应电流限值 (高达 20A) ±0.65% 输出电压准确度 效率高达 97% 无需检测电阻器 超快的瞬态响应 真正的电流模式控制 2% 至 90% 的占空比 (在 200kHz) tON(MIN) ≤ 100ns 可在采用陶瓷输出电容器 COUT 时保持稳定 双路 N 沟道 MOSFET 同步驱动 电源良好输出电压监视器 宽 VCC 范围:4V 至 36V 高达 1.5MHz 的可调开关频率 输出过压保护 任选的短路停机定时器 采用 16 引脚窄体 SSOP 封装 产品详情 LTC?3717 是一款用于双倍数据速率 (DDR) 和四倍数据速率 (QDR) 存储器终端的同步降压型开关稳压控制器。该控制器采用一种谷值电流控制架构以提供非常低的占空比,并不需要使用一个检测电阻器。工作频率利用一个外部电阻器来选择,并针对 VIN 的变化进行补偿。强制连续操作可降低噪声及 RF 干扰。输出电压在内部设定为 VREF 的一半,这可由用户设置。故障保护由一个输出过压比较器和任选的短路停机定时器提供。针对电源排序的软启动能力采用一个外部定时电容器来实现。稳压器电流限制水平是对称的并可由用户设置。宽电源范围允许器件在 4V 至 36V 的 VCC...
发表于 02-22 14:10 ? 4次 阅读
LTC3717 用于 DDR/QDR 存储器终端的宽工作范围、No RSENSE 降压型控制器

LTC3831 用于 DDR 存储器终端的高功率同步开关稳压控制器

和特点 用于 DDR 存储器终端的高功率开关稳压控制器 VOUT 跟踪 1/2 VIN 或外部 VREF 无需电流检测电阻器 低输入电源电压范围:3V 至 8V 在整个温度范围内的最大占空比 >91% 驱动全 N 沟道外部 MOSFET 高效率:可达 95% 以上 可设置固定频率操作:100kHz 至 500kHz 外部时钟同步操作 可设置软起动 低停机电流:<10μA 过热保护 采用 16 引脚窄体 SSOP 封装? 产品详情 LTC?3831 是一款专为 DDR 存储器终端而设计的高功率、高效率开关稳压控制器。LTC3831 可产生一个等于 1/2 外部电源或基准电压的输出电压。LTC3831 采用同步开关架构和 N 沟道 MOSFET。此外,该芯片还可通过上端 N 沟道 FET 的漏-源极电阻来检测输出电流,因而能够在无需使用电流检测电阻器的情况下提供一个可调电流限值。 LTC3831 可在输入电源电压低至 3V 的条件下运作,并具有一个 >91% 的最大占空比。它包括一个固定频率 PWM 振荡器,用于实现低输出纹波操作。200kHz 的自由运行时钟频率可从外部进行调节,或利用一个外部信号进行同步处理(同步范围为 100kHz 至 500kHz 以上)。在停机模式中,LTC3831 的电...
发表于 02-22 14:10 ? 0次 阅读
LTC3831 用于 DDR 存储器终端的高功率同步开关稳压控制器

LTC3776 用于 DDR/QDR 存储器终端的双输出、两相、No RSENSE? 同步控制器

和特点 无需电流检测电阻器 异相控制器减小了所需的输入电容 VOUT2 跟踪 1/2 VREF 对称的输出电流供应/吸收能力 (VOUT2) 扩频操作 (当被使能时) 宽 VIN 范围:2.75V 至 9.8V 恒定频率电流模式操作 0.6V±1.5% 电压基准 (VOUT1) 低压差操作:100% 占空比 用于频率锁定或调节的真正 PLL 内部软起动电路 电源良好输出电压监视器 输出过压保护 微功率停机模式:IQ = 9μA 纤巧型扁平(4mm x 4mm)QFN 封装和窄体 SSOP 封装 产品详情 LTC?3776 是一款面向 DDR/QDR 存储器终端应用的两相、双输出同步降压型开关稳压控制器。第二个控制器负责将其输出电压调节至 1/2 VREF,并提供了对称的输出电压供应和吸收能力。 无检测电阻器 (No RSENSE) 型恒定频率电流模式架构免除了增设检测电阻器的需要,并改善了效率。通过使两个控制器异相工作,最大限度地降低了由输入电容的 ESR 所引起的功耗和噪声。 开关频率可被设置为高达 750kHz,因而允许使用小的表面贴装型电感器和电容器。对于那些对噪声敏感的应用,可以从外部对 LTC3776 的开关频率进行同步处理 (同步范围为 250kHz 至 850kHz),也可启用...
发表于 02-22 14:10 ? 14次 阅读
LTC3776 用于 DDR/QDR 存储器终端的双输出、两相、No RSENSE? 同步控制器

LTC3718 用于 DDR/QDR 存储器终端的低输入电压 DC/DC 控制器

和特点 非常低的 VIN(MIN):1.5V 超快的瞬态响应 真正的电流模式控制 用于 N 沟道 MOSFET 的 5V 驱动免除了 5V 辅助电源 无需检测电阻器 采用标准的 5V 逻辑电平 N 沟道 MOSFET VOUT(MIN):0.4V VOUT 跟踪 1/2 VIN 或外部 VREF 对称的供应和吸收输出电流限制 可调的开关频率 tON(MIN) < 100ns 电源良好输出电压监视器 可编程软启动 输出过压保护 任选的短路停机定时器 小外形 24 引脚 SSOP 封装 产品详情 LTC?3718 是一款用于 DDR 和 QDR? 存储器终端的高电流、高效率同步开关稳压控制器。该器件采用一个低至 1.5V 的输入工作,并提供一个等于 (0.5)VIN 的稳定输出电压。该控制器采用一种谷值电流控制架构以实现高工作频率和非常低的接通时间,而无需使用一个检测电阻器。工作频率利用一个外部电阻器来选择,并针对 VIN 及 VOUT 中的变化进行补偿。LTC3718 采用一对标准的 5V 逻辑电平 N 沟道外部 MOSFET,从而免除了增设昂贵 P 沟道或低门限器件的需要。强制连续操作可降低噪声及 RF 干扰。故障保护由内部折返电流限制、一个输出过压比较器和任选的短路停机定时器提供。针...
发表于 02-22 14:10 ? 13次 阅读
LTC3718 用于 DDR/QDR 存储器终端的低输入电压 DC/DC 控制器

LTC3717-1 用于 DDR/QDR 存储器终端的宽工作范围、No RSENSE? 降压型控制器

和特点 VOUT = 1/2 VREF 可调和对称的吸收 / 供应电流限值 (高达 20A) 真正的电流模式控制,可选择使用检测电阻器 VON 和 ION 引脚在输入和输出电压变化期间允许执行恒定频率操作 ±0.65% 输出电压准确度 效率高达 97% 超快的瞬态响应 2% 至 90% 的占空比 (在 200kHz) tON(MIN) ≤ 100ns 可在采用陶瓷输出电容器 COUT 时保持稳定 电源良好输出电压监视器 宽 VIN 范围:4V 至 36V 高达 1.5MHz 的可调开关频率 输出过压保护 任选的短路停机定时器 采用 5mm x 5mm QFN 封装 产品详情 LTC?3717-1 是一款用于双倍数据速率 (DDR) 和四倍数据速率 (QDR) 存储器终端的同步降压型开关稳压控制器。该控制器采用一种谷值电流控制架构,以在采用和未采用检测电阻器的情况下提供非常低的占空比。工作频率利用一个外部电阻器来选择,并针对 VIN 和 VOUT 中的变化进行补偿。强制连续操作可降低噪声及 RF 干扰。输出电压在内部被设定为 VREF 的一半,这可由用户设置。故障保护由一个输出过压比较器和任选的短路停机定时器提供。针对电源排序的软启动能力采用一个外部定时电容器来实现。稳压器电流限制水平是对称的,并可由用户...
发表于 02-22 14:09 ? 8次 阅读
LTC3717-1 用于 DDR/QDR 存储器终端的宽工作范围、No RSENSE? 降压型控制器

LTC1262 12V、30mA 闪速存储器编程电源

和特点 稳定的 12V ±5% 输出电压无电感器电源电压范围:4.75V 至 5.5V有保证的 30mA 输出低功率:ICC = 500μA停机模式中的 ICC:0.5μA8 引脚 PDIP 封装或 SO-8 封装 产品详情 LTC?1262 是一款稳定的 12V、30mA 输出 DC/DC 转换器。该器件专为提供对字节宽闪速存储器进行编程所必需的 12V ±5% 输出而设计。输出将从低至 4.75V 的输入电压提供高达 30mA 电流,并未采用任何电感器。只需 4 个外部电容器即可构成一款尺寸极小的完整表面贴装型电路。TTL 兼容型停机引脚可以直接连接至一个微处理器,并把电源电流减小至低于 0.5μA。LTC1262 提供了改善的停机电流性能,且所需的外部组件少于同类竞争解决方案。LTC1262 采用 8 引脚 PDIP 封装或 SO-8 封装。应用12V 闪速存储器编程电源紧凑型 12V 运放电源电池供电型系统 方框图...
发表于 02-22 13:42 ? 0次 阅读
LTC1262 12V、30mA 闪速存储器编程电源

LTC1263 12V、60mA 闪速存储器编程电源

和特点 有保证的 60mA 输出稳定的 12V ±5% 输出电压无电感器电源电压范围:4.75V 至 5.5V停机模式中的 ICC 为 0.5μA (典型值)低功率:ICC = 300μA8 引脚 SO 封装引出脚配置与 LTC1262 和 MAX662 相同 产品详情 LTC?1263 是一款稳定的 12V、60mA 输出 DC/DC 转换器。该器件可提供对双字节宽闪速存储器进行编程所必需的 12V ±5% 输出。输出将从低至 4.75V 的输入电压提供 60mA 电流,并未采用任何电感器。只需 4 个外部电容器即可构成一款尺寸极小的完整表面贴装型电路。输出可以短促地短接至地,并不会损坏器件。高电平有效的 TTL 兼容型停机引脚可以直接连接至一个微处理器。在停机模式中,电源电流通常降至 0.5μA。?LTC1263 采用 8 引脚 SO 封装。应用 12V 闪速存储器编程电源 紧凑型 12V 运放电源 电池供电型系统方框图...
发表于 02-22 13:42 ? 0次 阅读
LTC1263 12V、60mA 闪速存储器编程电源

LTC3634 用于 DDR 电源的 15V、双通道、3A、单片式、降压型稳压器

和特点 3.6V 至15V 输入电压范围每通道的输出电流为±3A效率高达 95%通道之间的 90°/180° 可选相移可调开关频率范围:500kHz 至 4MHzVTTR = VDDQ / 2 = VTT基准准确度为 ±1.6% 的 VTTR (在 0.75V)最佳 VOUT范围:0.6V 至 3V±10mA 缓冲输出负责提供 VREF 基准电压旨在实现超卓的电压和负载瞬态响应的电流模式操作外部时钟同步短路保护输入过压和过热保护电源良好状态输出采用 (4mm x 5mm) QFN-28 封装和耐热性能增强型 28 引脚 TSSOP 封装 产品详情 LTC?3634?是一款高效率、双通道、单片式、同步降压型稳压器,可为?DDR1、DDR2?和?DDR3 SDRAM?控制器提供电源及总线终端电压轨。该器件的工作输入电压范围为?3.6V?至?15V,从而使其适合于那些采用一个?5V?或?12V?输入的负载点电源应用以及各种电池供电型系统。VTT?稳定输出电压等于?VDDQIN ? 0.5。一个能驱动?10mA?负载的片内缓冲器可提供一个也等于?VDDQIN ? 0.5?的低噪声基准输出?(VTTR)。此?IC?的工作频率可利用一个外部电阻器在?500kHz?至?4MHz 的范围内进行设置和同步处理。两个通道能够?180°...
发表于 02-22 12:18 ? 21次 阅读
LTC3634 用于 DDR 电源的 15V、双通道、3A、单片式、降压型稳压器

LTC3618 用于 DDR 终端的双通道、4MHz、±3A、同步降压型稳压器

和特点 DDR 电源、终端和基准高效率:达 94% 具 ±3A 输出电流能力的双通道输出 2.25V 至 5.5V 输入电压范围 ±1% 输出电压准确度 VTT 输出电压低至 0.5V 停机电流:≤1μA VTTR = VDDQIN/2,VFB2 = VTTR 可调开关频率:高达 4MHz 内部补偿或外部补偿 通道之间的 0° / 90° / 180° 可选相移 内部或外部软起动用于 VDDQ,内部软起动用于 VTT 电源良好状态输出 扁平 4mm x 4mm QFN-24 封装和 TSSOP-24 封装产品详情 LTC?3618 是一款双通道、同步降压型稳压器,采用一种电流模式、恒定频率架构。该器件提供了一款完整的 DDR 解决方案,具有一个 2.25V 至 5.5V 的输入电压范围。第一个降压型稳压器的输出提供了一个高准确度的 VDDQ 电源。一个缓冲基准可产生等于 50% VDDQIN 的 VTTR,并驱动高达 ±10mA 的负载。第二个稳压器可产生等于 VTTR 的 DDR 终端电压 (VTT)。在 1MHz 开关频率下,两个稳压器均能够提供 ±3A 的负载电流。此 IC 的工作频率可在外部设置至高达 4MHz,因而允许使用小的表面贴装型电感器。在两个通道之间可以选择 0°、90°或 180°的相移,以最大限度地减小输...
发表于 02-22 12:05 ? 25次 阅读
LTC3618 用于 DDR 终端的双通道、4MHz、±3A、同步降压型稳压器