FPGA
典型的なFPGAのアーキテクチャは、論理ブロックの配列(Configurable Logic Block, CLB あるいは Logic Array Block, LAB などメーカーによって正式呼称は異なる)、I/Oパッド、配線用チャンネルから構成される。一般に配線用チャンネルは全て同じ幅(導線の本数)で、複数のI/Oパッドが論理ブロックの1行の幅または1列の高さに対応するようになっている。
アプリケーション回路は適正なリソースを用いてFPGA内に配置される。設計から必要な論理ブロック数やI/O数は容易に決定できるが、使用する論理ゲート数が同じであっても設計によって配線量は大きく異なる。例えば同じ論理ゲート数でも、クロスバースイッチはシストリックアレイ(英語版)よりも多くの配線が必要である。使われない配線が多いと、性能も低下するし未使用部分が増えてしまうため、FPGA製造業者は論理ブロック数やI/O数にちょうど見合った配線を用意するよう最適化を心がけている。この配分を決定するためにRent's ruleを使ったり、既存の回路設計で実験したりしている。
一般に論理ブロックはいくつかの論理セル(ALM、LE、スライスなどと呼ぶ)で構成される。
1985年: 世界初の商用FPGAが開発された(ザイリンクス)
1987年: 1400万ドル
1993年ごろ: 3億8500万ドル以上
2005年: 19億ドル
2010年: 40億ドル
2020年: 85億ドル(予想)
FPGAは高性能計算用途にも採用されつつあり、高速フーリエ変換や畳み込みといった演算をマイクロプロセッサとソフトウェアの代わりにFPGAで実装するといった使い方がなされている。
FPGAの論理リソースは本質的に並列動作可能であるため、クロック周波数が低くても計算時間を大幅に短縮できる可能性がある。またFPGAの柔軟性を利用すれば、演算精度と同時に動作する演算ユニット数のトレードオフにより、さらに高い演算性能を達成できる。ここから時間のかかる計算をソフトウェアからFPGAに肩代わりさせるという考え方が生まれ、再構成可能コンピューティングと呼ばれるようになった。
ソフトウェアに比べてFPGAの構成の設計は複雑で時間がかかることから、高性能計算におけるFPGAの採用は限定的なものとなっている。
従来からFPGAは生産量の少ない特定分野向け用途で使われてきた。生産量が少ない場合、ASICよりもFPGAの方がコストが低くなる。近年はこの境目が変化しつつあり、FPGAの方がコストと性能の面でASICよりも優れているという範囲が広がってきている。
並列計算でない用途としては、異なる信号規格どうしの回路信号の変換器としての用途もある。
↑ Dylan McGrath, EE Times, "FPGA Market to Pass $2.7 Billion by '10, In-Stat Says". May 24, 2006. Retrieved February 5, 2009.
↑ Moshe Gavrielov, Electronics Weekly, "FPGA Market Soaring To $4bn In 2010, says Gavrielov". May 19, 2010. Retrieved January 8, 2013.
↑ Research and Markets, "Field-Programmable Gate Array (FPGA) Market by Architecture, Configuration, Application, and Geography - Trends & Forecasts From 2014 – 2020". January, 2015. Retrieved March 20, 2015.
↑ Narinder Lall, eASIC Corporation, "FPGA Judgment Day: Rise of Second Generation Structured ASICs". March, 2008. Retrieved February 5, 2009.
↑ Dylan McGrath, EE Times, "Gartner Dataquest Analyst Gives ASIC, FPGA Markets Clean Bill of Health". June 13, 2005.