Low-Power-FPGAs und Technologietrends „Low-Power ist kein Kompromiss“ – Warum kleine FPGAs große Wirkung haben

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Kleine, energieeffiziente FPGAs gelten als Schlüssel für viele moderne Systeme – von KI bis IoT. Esam Elashmawi, Chief Strategy and Marketing Officer bei Lattice Semiconductor, erklärt, wie Entwickler davon profitieren und warum sich der Blick auf FPGAs lohnt.

In einer sich schnell entwickelnden Technologielandschaft versprechen Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) bedeutende Vorteile, lassen sich diese doch flexibel an neue technologische Bedingungen anpassen, selbst wenn sie bereits in einem Endprodukt im Einsatz sind. Doch es muss nicht immer das High-End der Entwicklung sein. Im Interview bespricht Esam Elashmawi, warum auch Low- oder Mid-Range-FPGAs eine entscheidende Rolle bei modernen Technologietrends wie KI, Industrial IoT oder dem Automotive-Markt spielen.

Esam Elashmawi begann seine Laufbahn in den 1980er-Jahren bei Actel – einem der ersten Anbieter für FPGA-Bausteine – und war ab 2010 als Senior Vice President und General Manager bei Microsemi. Seit 2018 ist er Chief Strategy und Marketing Officer bei Lattice Semiconductor, und blickt somit auf eine lange, ununterbrochene Laufbahn im FPGA-Markt zurück.

Herr Elashmawi, wie lange sind Sie schon in der FPGA-Industrie tätig?

Ich habe irgendwann aufgehört zu zählen, aber es sind über 35 Jahre – wahrscheinlich sogar 40. Ich hatte das Glück, die Entwicklung von Anfang an mitzuerleben, von den ersten, noch sehr einfachen Bausteinen bis zu den heutigen Hochleistungs-FPGAs in allen Größen.

Lattice konzentriert sich auf kleine, Low-Power-FPGAs. Wo liegen die Unterschiede zu High-End- Anbietern?

Der Begriff „low-end“ ist dabei irreführend – wir sprechen lieber von „small-end“. Unsere FPGAs sind hochkomplex, aber eben optimiert für geringe Leistungsaufnahme, kompakte Bauform und gezielte Anwendungen. Die großen Anbieter adressieren Hochleistungsbereiche wie Rechenzentren oder 5G. Unser Fokus liegt auf Embedded-Anwendungen – und das mit eigener Architektur, die gezielt auf Effizienz und Integration ausgelegt ist.

Kleine FPGAs, große Bühne

Welche Bedeutung haben Small- oder Mid-Range-FPGAs für Entwickler heute?

Eine sehr große. Der weitaus größte Teil der FPGA-Nutzer bewegt sich im kleinen bis mittleren Leistungsbereich. Hier geht es um Masse, Skalierbarkeit und Kosteneffizienz. Entwickler suchen heute Lösungen, die wenig Strom verbrauchen, wenig Platz benötigen – aber gleichzeitig genügend Performance und Flexibilität bieten.

Welche Rolle spielen solche FPGAs bei Trends wie KI, Industrial IoT oder im Automotive-Bereich?

Eine zentrale. Gerade bei Edge-AI braucht man Lösungen, die kompakt und energieeffizient sind. Unsere FPGAs laufen mit wenigen Milliwatt – ideal für smarte Sensorik, HMI oder KI-Tasks am Rand des Netzwerks. In der Industrie oder im Auto geht es zunehmend um Zentralisierung, Sicherheit, vorausschauende Wartung – all das lässt sich mit kleinen FPGAs realisieren, ohne gleich einen ganzen SoC aufzubringen.

Wie können FPGAs zu Innovationen beitragen? Warum nicht direkt ein ASIC fertigen lassen?

Das werde ich oft gefragt. Der Vorteil eines FPGAs ist seine Flexibilität – gerade in dynamischen Märkten wie KI. Sie können Ihre Lösung jederzeit aktualisieren, neue Modelle einspielen, neue Funktionen hinzufügen. Ein ASIC ist bei der Auslieferung fix – jede Anpassung ist teuer. FPGAs machen Produkte zukunftssicher – sie sind „field upgradable“, wie man sagt.

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Einsatzgebiete für programmierbare Logikschaltung sind so vielfältig wie die verfügbaren Lösungen, mit denen sie sich entwickeln lassen. Ob FPGA, GPU oder Adaptive-Computing-SoC: Jede Technologie hat ihre Berechtigung – ist aber auch erklärungsbedürftig.

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Sicherheit, die sich anpasst

Haben Sie konkrete Beispiele für diese Zukunftssicherheit?

Ja, etwa in Laptops von Dell, wo unsere FPGAs direkt an der Kamera sitzen und per KI-Anwendung erkennen, ob ein Benutzer anwesend ist, wohin er blickt, wie seine Haltung ist. Dieselbe Hardware kann per Update neue Features bekommen – etwa Eye-Tracking oder Authentifizierung. Und das mit minimalem Stromverbrauch. Denken Sie das weiter in der Industrie oder in autonomen Systemen: dieselbe Plattform, viele Funktionen, updatefähig.

Welche Rolle spielen FPGAs beim Thema Sicherheit – z. B. im Kontext von NIS2 oder dem Cyber Resilience Act?

Eine entscheidende. FPGAs sind prädestiniert für Security-by-Design – etwa als Root of Trust, für Secure Boot oder Post-Quantum-Kryptografie. Gerade in Servern oder kritischen Infrastrukturen setzen viele OEMs auf Lattice, weil wir dort marktführend sind. Unsere Geräte ermöglichen „Crypto Agility“ – das heißt, Sicherheitsmechanismen lassen sich im Feld aktualisieren, wenn sich Standards oder Bedrohungslagen ändern.

FPGAs gelten oft als schwierig in der Entwicklung. Gilt das noch heute?

Die Lernkurve war früher steil, das stimmt. Aber heute bieten wir eine starke Toolchain, Software-Stacks und ein wachsendes Partner-Ökosystem. Außerdem haben wir mit „Lattice Insights“ eine Schulungsplattform, auf der man als Entwickler von den Grundlagen bis zum komplexen Timing Closure alles lernen kann – Schritt für Schritt.

Welche Tipps haben Sie für Entwickler, die über ein neues FPGA-System nachdenken?

Mein wichtigster Rat: schauen Sie sich an, welche Anforderungen Ihre Applikation wirklich hat – Stromverbrauch, Flexibilität, Platzbedarf. Wenn Ihre Anforderungen sich entwickeln oder ändern könnten, ist ein FPGA die richtige Wahl. Starten Sie mit einer unserer Lösungskomponenten, nutzen Sie unsere Tools und Partner – und lassen Sie sich nicht von alten Vorurteilen abschrecken. Es war nie einfacher, mit FPGAs zu arbeiten als heute.

 (sg)

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