賽靈思推第三代ACAP平臺Versal Premium，計算密度為FPGA兩倍

（文章來源：智東西）

賽靈思發(fā)布ACAP的第三代產(chǎn)品——Versal Premium系列，該處理器采用臺積電7nm制程工藝，集成軟件可編程功能、動態(tài)可配置硬件加速、預(yù)制連接和安全功能。與當(dāng)前主流FPGA相比，Versal Premium系列的計算密度是FPGA的2倍，吞吐量高出3倍，進(jìn)一步為越來越復(fù)雜的云計算和網(wǎng)絡(luò)工作負(fù)載，提供性能更為高效的解決方案。

此外，賽靈思大中華區(qū)銷售副總裁唐曉蕾、賽靈思高端ACAP與FPGA高級產(chǎn)品線經(jīng)理Mike Thompson、賽靈思產(chǎn)品線營銷與管理高級總監(jiān)Sumit Shah還向大家分享了Versal Premium系列處理器的特性和功能。與此同時，他們在會后還接受了包括智東西在內(nèi)的少數(shù)媒體的采訪，深入探討賽靈思目前在推動自適應(yīng)計算發(fā)展方面的最新戰(zhàn)略和重要成果。

AI、物聯(lián)網(wǎng)、云計算和自動駕駛等技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，直接引爆了云端大數(shù)據(jù)的快速增長，包括數(shù)據(jù)中心、終端和邊緣設(shè)備等在內(nèi)的設(shè)施部署，對適應(yīng)性計算的需求不斷提升。在此行業(yè)需求下，賽靈思于2018年推出了ACAP，嘗試通過新的處理器架構(gòu)為日漸多元的計算需求提供新解法。

“Versal Premium系列通過網(wǎng)絡(luò)硬核IP的有突破性集成，提供了單芯片400G和800G的解決方案?！辟愳`思產(chǎn)品和平臺營銷副總裁Kirk Saban談到，針對下一代網(wǎng)絡(luò)和云部署，Versal Premium系列具有的高性能帶寬、計算密度和加速功能，能夠為硬件和軟件開發(fā)者提供一個輕松編程的可擴(kuò)展平臺。據(jù)悉，Versal Premium系列將于今年下半年開始提供工具，并于2021年上半年開始為早期用戶提供樣品，目前客戶已能夠通過Versal Prime評估套件開始設(shè)計原型。ACAP（Adaptive Computing Acceleration Platform）又稱為自適應(yīng)計算加速平臺，是賽靈思自1984年推出FPGA后的又一重要技術(shù)產(chǎn)品。

賽靈思稱，Versal處理器與2019年推出的Vitis統(tǒng)一軟件平臺相結(jié)合，能夠?qū)PGA的高性能和靈活應(yīng)變能力，進(jìn)一步擴(kuò)展至更廣泛的軟件開發(fā)者、數(shù)據(jù)科學(xué)家和系統(tǒng)開發(fā)者等領(lǐng)域。而今日發(fā)布的Versal Premium系列處理器，與賽靈思Versal Prime基礎(chǔ)系列、Versal AI Core系列這前兩代ACAP產(chǎn)品不同，Versal Premium系列定位為賽靈思的旗艦級產(chǎn)品，更關(guān)注處理器在高帶寬和高端應(yīng)用中的處理性能。

同時，它也為賽靈思擴(kuò)展ACAP系列的高端產(chǎn)品線，不斷滿足數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)工作負(fù)載的市場需求，提供了重要的技術(shù)支撐和創(chuàng)新方向。Versal Premium系列集成了軟件可編程能力、動態(tài)可配置硬件加速、預(yù)制連接和安全功能。在網(wǎng)絡(luò)連接方面，Versal Premium系列能夠以超過FPGA三倍的帶寬為客戶提供快速、安全的網(wǎng)絡(luò) 。

一方面，它配置了112Gbps PAM4收發(fā)器，提供9Tb/s的可擴(kuò)展、自適應(yīng)串行帶寬，擁有5Tb/s 集成以太網(wǎng)吞吐量和1.6Tb/s線路速率加密，擁有600G Interlaken硬核，能夠利用預(yù)制連接實現(xiàn)多太位以太網(wǎng)（multi-terabit Ethernet），實現(xiàn)即時連接。另一方面，它內(nèi)置了DMA（Direct Memory Access，直接存儲器訪問）和PCle Gen5連接器。其中，PCle Gen5連接器同時支持CCIX（Cache Coherent Interconnect for Accelerators）和CXL（Compute Express Link）協(xié)議。同時針對網(wǎng)絡(luò)連接安全，該處理器添加了400G的加密引擎，實現(xiàn)了多種異構(gòu)集成。

在云加速方面，Versal Premium系列擁有FPGA兩倍的計算密度，能夠為硬件加速提供最高邏輯容量與DSP密度，同時其大規(guī)模存儲器容量與帶寬消除了加速瓶頸。一方面，它通過將120Tb/s以上的片上存儲器帶寬和可定制存儲器層級相結(jié)合，進(jìn)一步加速用戶數(shù)據(jù)中心的工作負(fù)載。

另一方面，該系列處理器還能夠以嵌入式方式將預(yù)制連接和硬核集成到現(xiàn)有的云基礎(chǔ)設(shè)施中，為基因組學(xué)、數(shù)據(jù)分析、視頻轉(zhuǎn)碼，以及針對于語音和圖像識別的AI推理，提供高集成度的云就緒平臺。針對Versal Premium系列的能效，賽靈思也進(jìn)行了優(yōu)化和調(diào)整。其中，Versal Premium能夠在能效方面，用戶可以在不到100W的功耗性能下使用800G DCI（數(shù)據(jù)中心互聯(lián)）吞吐量，并且與前代Virtex UltraScale+相比，這一功耗降低了60%。

Mike Thompson還介紹到，從網(wǎng)絡(luò)IP的集成規(guī)模來看，Versal Premium系列提供了等效22個16nm FPGA的邏輯密度，不僅能讓開發(fā)者將更多的精力專注于差異化，減少在設(shè)計基礎(chǔ)架構(gòu)和連接傷的投入，同時還大幅度降低了資本支出（CAPEX）與運營成本（OPEX）。從應(yīng)用角度看，Versal Premium系列面向需要可擴(kuò)展和靈活應(yīng)變應(yīng)用加速的云提供商，幫助他們在散熱條件和空間受限的環(huán)境下，也能運行最高帶寬網(wǎng)絡(luò)。

Mike Thompson談到，Versal Premium系列的產(chǎn)品組合非常廣泛，能夠用于擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)和云加速，不僅覆蓋了從接入網(wǎng)/城域網(wǎng)到區(qū)域網(wǎng)/核心網(wǎng)的應(yīng)用范圍，同時其器件邏輯單元最高可達(dá)740萬個。與此同時，目前客戶已經(jīng)能夠開始使用Versal Premium評估套件進(jìn)行系統(tǒng)的界面測試，2020年下半年會開始提供工具，而芯片供貨將在2021年上半年開始。

如今，越來越應(yīng)用的多樣化和數(shù)據(jù)中心工作負(fù)載的發(fā)展，它們在推進(jìn)數(shù)據(jù)爆炸性增長的同時，也為核心網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心和流量管理帶來了巨大數(shù)據(jù)處理和分析的壓力。Sumit Shah談到，在2019年，無論是在數(shù)據(jù)中心還是在核心城域，區(qū)域流量容量提升了100倍，帶寬年復(fù)合增長率為51%，其中隨著5G時代的到來，5G核心網(wǎng)的帶寬擴(kuò)展也將達(dá)到313%的年復(fù)合增長率，對工作負(fù)載產(chǎn)生了極大的計算需求。

與此同時，在Sumit Shah看來，隨著摩爾定律發(fā)展的逐漸放緩，在GPU數(shù)量和性能之間的邊際效應(yīng)越來越低的同時，端口密度和帶寬卻仍保持著幾何級數(shù)的增長，這也導(dǎo)致了器件和芯片緩慢的發(fā)展與高速發(fā)展的計算密度極不匹配。在此背景下，賽靈思推出的Versal Premium系列無疑為這些問題提供了一個行之有效的解決方案。
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