Tại sao SRAM dựa trên SRAM được sử dụng nhiều hơn so với FPGA dựa trên NVM?

Các GPU dựa trên SRAM cần tải lại dòng bit sau khi tắt nguồn. Trong khi đó, người không dễ bay hơi không cần điều đó.

Tôi tự hỏi, tại sao nhiều thí nghiệm và nghiên cứu bảo mật được thực hiện trên SRAM FPGA hơn so với NVM dựa trên, có vẻ như công nghệ dễ bay hơi được sử dụng nhiều hơn bất kể giới hạn bảo mật của nó (khi nói đến việc đảm bảo khởi động an toàn).

(PS: Tôi không có số liệu thống kê, đó là một quan sát cá nhân)

Trình điều khiển chính là thực tế là SRAM tương thích cao với cùng quy trình vật lý được sử dụng để thực hiện logic thực tế. Thật vậy, hầu hết các GPU ngày nay đều dựa trên LUT (bảng tra cứu), đây thực sự chỉ là những bit RAM nhỏ.

Mặt khác, quy trình cần thiết để xây dựng EEPROM (bộ nhớ không biến đổi) đòi hỏi các bước bổ sung - để tạo các cổng nổi có độ dày oxit đặc biệt, v.v. Quá trình này KHÔNG tương thích trực tiếp với quy trình logic / SRAM. Điều này có nghĩa là các GPU không biến đổi có phần thỏa hiệp trong cả hai lĩnh vực.

Ngoài câu trả lời của Dave Tweed liên quan đến các quy trình chế tạo có liên quan, hầu hết các GPU dựa trên flash thực sự vẫn sử dụng SRAM để điều khiển vải của họ. Dòng bit được tải vào SRAM từ flash giống như trong một GPU thông thường hơn, sự khác biệt duy nhất là flash là bên trong. Kiến trúc này là hiển nhiên khi bạn nhìn vào bảng dữ liệu và chú thích của họ. Đặc biệt, một số thiết bị như Lattice MachXO2 / 3 hỗ trợ lập trình lại đèn flash của chúng trong khi thiết bị đang chạy, điều này chỉ có thể vì thiết bị thực sự chạy từ SRAM thay vì trực tiếp từ đèn flash. Vì vậy, một "dựa trên flash" cần có đèn flash ngoài SRAM, có nghĩa là nó cần nhiều vùng chết hơn.

Về bảo mật, bạn có quyền chỉ ra rằng quá trình khởi động FPGA có thể là một điểm yếu về mặt cho phép bắt được dòng bit. Để giúp thu hẹp khoảng cách này, nhiều GPU hiện đã kết hợp hỗ trợ cho mã hóa dòng bit, dựa trên khóa bảo mật được lưu trữ trong bộ nhớ chuyên dụng trong FPGA. Một hình ảnh dòng bit được mã hóa bằng khóa này, được tải vào bộ nhớ cấu hình và sau đó khi FPGA khởi động, nó đọc dòng bit được mã hóa và giải mã nó khi nó tải nó vào (Một số bộ vi điều khiển yêu cầu bộ nhớ ngoài có khả năng tương tự, và các nguyên tắc phần lớn giống nhau.)

Hơn bất cứ điều gì, nó phụ thuộc vào yêu cầu của bạn. Mặc dù Kích thước, Trọng lượng và Sức mạnh (SWaP) là những động lực chính cho các IC nói chung, nếu bạn không bắt buộc phải phát triển ASIC vì những yêu cầu đó, Hiệu suất là sự cân nhắc tiếp theo của bạn, dù sao bạn cũng có thể đẩy bạn trở lại ASIC, nhưng, bạn có thể sử dụng một đồ họa nếu bạn có đủ khả năng đánh đổi SWaP.

• Các GPU dựa trên FLASH yêu cầu "không có thời gian" để cấu hình, vì chúng là "bật tức thì". Thiết kế của bạn có thể yêu cầu điều này.
• Công nghệ FLASH có công suất thấp hơn SRAM
• Công nghệ đồ họa dựa trên FLASH không cần BOOT PROM, do đó, một chip so với hai (hoặc nhiều hơn).
• Bạn có thể có một yêu cầu để tăng sức mạnh ở trạng thái trước đó.
• Dựa trên FLASH cung cấp nhiều giải pháp Rad-Tolerant hơn. Có nhiều cách để giải quyết các yêu cầu bức xạ, hay nói chung là các SEU, trong các GPU dựa trên SRAM, nhưng, microsemi cung cấp "công nghệ cứng"

Theo truyền thống, các GPU dựa trên FLASH (Actel, giờ là microsemi), theo truyền thống, không có mật độ hoặc hiệu suất có thể đạt được với các GPU dựa trên SRAM, vì vậy, nếu hiệu suất là yếu tố lái xe, bạn sẽ chọn Xilinx hoặc Altera (nay là Intel), hoặc có thể là lưới.

Về cơ bản, bạn được điều khiển bởi các yêu cầu của hệ thống và IC của bạn một cách cụ thể. Trước đó, bạn giải quyết các yêu cầu này và thực hiện một nghiên cứu thương mại về các loại đồ họa khác nhau (bảng tính). SWaP và hiệu suất, theo sau là chi phí định kỳ là những cân nhắc chính mà bạn muốn lặp lại với nhóm của mình (hệ thống, CCA, thậm chí có thể là SW) được hỗ trợ cho kỹ sư trưởng / quản lý dự án của bạn. Các mối quan tâm khác như độ tin cậy, khả năng sản xuất, v.v. thường được cung cấp bởi các thành viên khác trong các tổ chức tương ứng, nhưng thường không có ý nghĩa nhiều nếu không có giao dịch ban đầu của bạn và thường sẽ không ngăn cản sự lựa chọn của bạn.

Có những bài viết trên web nếu bạn tìm kiếm "SRAM vs FLASH FPGA", nhưng bạn có thể sẽ học được nhiều hơn từ một nghiên cứu thương mại so với yêu cầu của bạn bằng cách sử dụng bảng dữ liệu so với bất kỳ điều gì khác.

Để giải quyết khía cạnh bảo mật, hầu hết các SRAM hiện đại có thể được cấu hình với một luồng được mã hóa , thường là với các tiêu chuẩn mã hóa hiện đại như AES 256 bit. Có thể cho rằng điều đó cũng an toàn như lưu trữ cấu hình bên trong: một kẻ chuyên dụng có thể trích xuất khóa riêng từ một con chip bị giải mã cũng sẽ có thể đọc được đèn flash bên trong.

Các GPU dựa trên flash thường được sử dụng khi việc triển khai khá đơn giản (vì vậy không cần phải có một SRAM FPGA lớn) hoặc khi cần khởi động tức thì.