5G核心網(wǎng)建設(shè)2023年迎來高峰 尖端芯片助提前布局享紅利

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/張慧娟）作為FPGA的發(fā)明者，賽靈思在兩年前推出ACAP （自適應(yīng)計(jì)算加速平臺） 這一全新的器件物種，親手把自己引入無人區(qū)。從FPGA到全可編程再到ACAP，賽靈思向內(nèi)打破自我，向外拓展邊界。

ACAP是一個高度集成的多核異構(gòu)計(jì)算平臺，能根據(jù)各種應(yīng)用與工作負(fù)載需求從軟硬件層面進(jìn)行靈活修改，實(shí)現(xiàn)了超越傳統(tǒng)CPU、GPU、FPGA的性能與能耗比。日前，該平臺第三大系列旗艦級產(chǎn)品Versal Premium發(fā)布，面向網(wǎng)絡(luò)與云加速在帶寬、計(jì)算密度方面再創(chuàng)新高，昭示著賽靈思繼續(xù)沖擊高端市場的決心。

數(shù)據(jù)爆炸驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型

來自視頻流、企業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)和智能器件的數(shù)據(jù)，使帶寬的年復(fù)合增長率高達(dá)51%。而隨著5G的到來，帶寬將百倍增長，使得核心網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心、流量管理面臨著巨大壓力，驅(qū)動傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級。

賽靈思產(chǎn)品線營銷與管理高級總監(jiān)Sumit Shah

三大方向值得注意。據(jù)賽靈思產(chǎn)品線營銷與管理高級總監(jiān)Sumit Shah介紹，首先是核心網(wǎng)的擴(kuò)展，5G 核心年復(fù)合增長率預(yù)計(jì)為313%；其次，安全和分析成為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商最關(guān)心的內(nèi)容；第三，端口的密度和帶寬呈幾何級倍數(shù)增長，傳統(tǒng)的器件已經(jīng)跟不上計(jì)算密度的發(fā)展。

受這些需求驅(qū)動，賽靈思基于已全面供貨的Versal AI Core與 Versal Prime ACAP兩大系列推出了Versal Premium。它可提供高于當(dāng)前FPGA 3倍的吞吐量，且內(nèi)置以太網(wǎng)、Interlaken 和加密引擎，實(shí)現(xiàn)更快、更安全的網(wǎng)絡(luò)；2倍于當(dāng)前主流FPGA的計(jì)算密度，實(shí)現(xiàn)靈活應(yīng)變的加速；同時通過高度集成的軟硬件平臺來提升生產(chǎn)力。

Versal Premium將ACAP推向新高度

賽靈思高端 ACAP 與 FPGA 高級產(chǎn)品線經(jīng)理Mike Thompson表示，Versal ACAP非常重要的差異化特點(diǎn)就是具有片上可編程網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)高性能、高帶寬的設(shè)計(jì)經(jīng)常會遇到路徑上的瓶頸，而片上可編程網(wǎng)絡(luò)可以解決這個問題，可以在所有引擎之間、用戶邏輯器件和連接界面之間實(shí)現(xiàn)通信，而無需額外資源。

賽靈思高端 ACAP 與 FPGA 高級產(chǎn)品線經(jīng)理Mike Thompson

Versal Premium系列具備高度集成且功耗優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)硬核，專為在散熱條件和空間受限的環(huán)境下運(yùn)行最高帶寬網(wǎng)絡(luò)，以及需要可擴(kuò)展、靈活應(yīng)變應(yīng)用加速的云提供商而設(shè)計(jì)。獨(dú)到之處在于112Gbps PAM4收發(fā)器、數(shù)百GbE（千兆位以太網(wǎng)）和 Interlaken 連接、高速加密以及內(nèi)置DMA、同時支持CCIX和CXL支持的PCIe Gen5。搭配Vitis統(tǒng)一軟件平臺與Vivado設(shè)計(jì)套件，Versal Premium 可為軟件與硬件開發(fā)者提供完整的解決方案堆棧。據(jù)了解，Versal Premium 系列將于 2021 年上半年開始為早期用戶提供樣品。

更快速、更安全的網(wǎng)絡(luò)

Versal Premium 系列可提供9Tb/s 的可擴(kuò)展、自適應(yīng)串行帶寬，具體方法是將 112G PAM4 收發(fā)器與集成的網(wǎng)絡(luò)功能模塊用于核心網(wǎng)、城域網(wǎng)和數(shù)據(jù)中心互聯(lián)（DCI）基礎(chǔ)設(shè)施，將每端口帶寬密度提高兩倍，并降低時延高達(dá) 50%。

這種預(yù)制連接可實(shí)現(xiàn)安全的多太位以太網(wǎng)（ multi-terabit Ethernet ），靈活支持各種數(shù)據(jù)速率與協(xié)議。通道化以太網(wǎng)硬核能夠以最小占板空間提供5Tb/s的吞吐量，同時高速加密引擎可提供1.6Tb/s的加密線路速率吞吐量，并支持AES-GCM-256/128、MACsec 和 IPsec 。

靈活應(yīng)變的云加速

Versal Premium將超過 120TB/s 的片上存儲器帶寬與可定制存儲器層級相結(jié)合，能夠減少數(shù)據(jù)移動從而消除相應(yīng)的關(guān)鍵瓶頸，與此同時，還支持以嵌入式方式將預(yù)制連接與硬核集成到現(xiàn)有云基礎(chǔ)設(shè)施中。從基因組學(xué)、數(shù)據(jù)分析和視頻轉(zhuǎn)碼，到針對語音和圖像識別的 AI 推斷，Versal Premium 提供了高度集成的云就緒平臺，為多元化的工作負(fù)載提供突破性能。

放眼2023年核心網(wǎng)爆發(fā)機(jī)遇

隨著摩爾定律的消亡，需要突破芯片節(jié)點(diǎn)的技術(shù)來推進(jìn)創(chuàng)新。Mike Thompson表示，Versal Premium的高效表現(xiàn)主要來源于大規(guī)模的豐富集成，集成了應(yīng)用處理器、實(shí)時處理器、平臺控制器、存儲器界面以及多種連接。假設(shè)將以太網(wǎng)Interlaken或加密引擎用軟件邏輯做的話，需要很多FPGA才能夠?qū)崿F(xiàn)，但Versal Premium是ASIC硬核的實(shí)現(xiàn)方式，所以效率提高了很多。

據(jù)介紹，Versal Premium的網(wǎng)絡(luò)IP集成，可等效22個FPGA的邏輯密度?？梢允归_發(fā)者更加專注于差異化，而無需分散精力在基礎(chǔ)架構(gòu)設(shè)計(jì)與連接上，同時可以幫助客戶降低資本支出與運(yùn)營成本。

三大運(yùn)營商都已開始5G核心網(wǎng)招標(biāo)，但是Versal Premium 2021年才能供貨，是否還能及時搶占這一市場？Mike Thompson 表示，5G運(yùn)營商通常使用的是Versal AI Core系列，賽靈思已經(jīng)抓住了這個機(jī)遇。而核心網(wǎng)建設(shè)要比無線網(wǎng)的投資晚2-3年，所以高峰應(yīng)該出現(xiàn)在2023年，對于一些想要通過部署最尖端的技術(shù)來占領(lǐng)市場份額的客戶，現(xiàn)在用Versal Premium開始開發(fā)設(shè)計(jì)，正好能夠趕上這一機(jī)遇。

雙管齊下，硬件和軟件全方位平臺轉(zhuǎn)型

大約六七年前，賽靈思開始了從器件向平臺的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。據(jù)賽靈思大中華區(qū)銷售副總裁唐曉蕾（Maria Tang）介紹，隨著整個世界移動互聯(lián)應(yīng)用的蓬勃發(fā)展，隨著FPGA 的廣泛普及，賽靈思越來越發(fā)現(xiàn)平臺化是重要的發(fā)展方向，只有平臺化才能幫助客戶快速推出產(chǎn)品，凝聚更多的開發(fā)者。

賽靈思大中華區(qū)銷售副總裁唐曉蕾（Maria Tang）

過去的一年，是賽靈思硬件和軟件平臺轉(zhuǎn)型的重要時期。Versal AI Core系列和Versal Prime ACAP系列在去年下半年實(shí)現(xiàn)全面供貨，能夠進(jìn)一步滿足數(shù)據(jù)中心的迫切需求。去年10月，賽靈思推出Vitis統(tǒng)一軟件平臺，擴(kuò)展到了FPGA以外更廣闊的軟件開發(fā)者、數(shù)據(jù)科學(xué)家、系統(tǒng)開發(fā)者等領(lǐng)域，全面賦能開發(fā)者快速將創(chuàng)意變成現(xiàn)實(shí)。

在2020年這個動蕩的春天，賽靈思的創(chuàng)新步伐并沒有減緩。近兩周內(nèi)宣布兩大重磅創(chuàng)新：上周推出了一體化的SmartNIC平臺Alveo U25，能夠?yàn)樵茢?shù)據(jù)中心運(yùn)營商帶來一站式的網(wǎng)絡(luò)、存儲和計(jì)算加速；以及這次最新發(fā)布的ACAP平臺的旗艦級產(chǎn)品Versal Premium。

結(jié)合賽靈思的三大戰(zhàn)略，即數(shù)據(jù)中心優(yōu)先、加速核心市場發(fā)展、驅(qū)動自適應(yīng)計(jì)算。這樣的創(chuàng)新節(jié)奏，才能充分保證三大戰(zhàn)略的并行和延續(xù)，無疑也將幫助賽靈思進(jìn)一步深入向硬件和軟件全方位的平臺化轉(zhuǎn)型。昔日的可編程邏輯供應(yīng)商，走向自適應(yīng)和智能計(jì)算的提供商，這是一個不可逆的趨勢。

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