FPGA設計におけるLUT4とLUT6、比較結果に見る性能の違い

　FPGA（Field Programmable Gate Array）における設計では、性能や消費電力を最小コストで最適化することが重要な課題となっている。こうした課題の中、多くのデバイスで採用されているのがLUT4（4入力のルックアップテーブル）アーキテクチャだ。一方で、過去10年にわたってLUT6（6入力のルックアップテーブル）アーキテクチャを採用してきた先進的なFPGAも存在する。一般的に、LUT4はエリア使用率に対して最適化されており、LUT6は性能に対して最適化されているといわれるが、その優位性にどれほどの差があるのだろうか。

　例えば、LUT6アーキテクチャを採用したFPGAと、LUT4アーキテクチャを採用したFPGAの使用率を幾何平均で算出した結果、LUT6アーキテクチャを用いたデバイスでは、平均してLUT使用量が40％も少なく済むという結果が出た。つまり、同等の機能を実現する際に、より低集積なデバイスを選択できることとなる。

　本資料では、LUT4アーキテクチャとの消費電力・性能に関する比較結果を示しながら、LUT6アーキテクチャの強みを解説する。FPGA設計におけるアーキテクチャ選定に悩む設計開発者は、ぜひ参考にしてほしい。