賽靈思正式進軍高端服務(wù)器芯片市場 將打造全球邏輯密度最高的7nm平臺

最近，賽靈思發(fā)布了旗艦級產(chǎn)品——Versal Premium ACAP，7nm工藝、PCIe Gen5等超豪華配置令人目不暇接。不得不說，一向低調(diào)的賽靈思也終于要“高調(diào)”起來。

賽靈思正式進軍高端服務(wù)器芯片市場了。

一直以來，賽靈思都在努力基于FPGA去探索和打開更多市場。四年前，當(dāng)亞馬遜等頭部云服務(wù)廠商產(chǎn)品開始出現(xiàn)賽靈思的模塊時，它在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的能力嶄露頭角。后來不出兩年，賽靈思正式推出了新類別平臺產(chǎn)品Versal ACAP，這項集成了多項技術(shù)能力的產(chǎn)品宣告其轉(zhuǎn)型的成功。

發(fā)展至今，從AI Core系列到Prime系列，這款代表賽靈思新身份的產(chǎn)品平臺已經(jīng)有了豐富的形態(tài)。然而似乎是要去挑戰(zhàn)技術(shù)的巔峰，2020年初始，賽靈思決定再下一城——推出高端ACAP平臺產(chǎn)品Versal Premium。

對賽靈思來說，這款產(chǎn)品有著里程碑式的意義，它開啟了這家公司在高端服務(wù)器芯片領(lǐng)域的征程。如果說此前是AI給賽靈思專用芯片市場帶來光亮，那么今年開始的5G商用、云服務(wù)爆發(fā)式增長，則是給了Versal Premium一個最好的舞臺。

集成異構(gòu)多核，打造全球邏輯密度最高的7nm平臺

“這是一款瞄準(zhǔn)未來幾年市場的產(chǎn)品，如果你想要搶先布局5G核心網(wǎng)及云端基礎(chǔ)設(shè)施，那么現(xiàn)在你就可以基于我們的產(chǎn)品著手開發(fā)了?！?/p>

談起這款Versal Premium的定位，在接受媒體采訪時，賽靈思高端ACAP與FPGA高級產(chǎn)品線經(jīng)理Mike Thompson甚至有些激動。7nm工藝、異構(gòu)引擎、片上存儲設(shè)計、PCIe Gen5、800G光接口……如此種種，看得見的配置與看不見的設(shè)計融合在一起，賽靈思團隊打造出了超出預(yù)估的帶寬性能和功耗表現(xiàn)。

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

其實從這款產(chǎn)品選擇采用7nm工藝這件事來看，我們多少就能夠覺察出賽靈思對這款產(chǎn)品的用心和期許。

在會議開始，賽靈思產(chǎn)品線營銷與管理高級總監(jiān)Sumit Shah這樣介紹它，“在原有的Versal Prime基礎(chǔ)上，我們給Versal Premium添加了很多獨特的功能，首先是有PCIe Gen5、DMA和CCIX，其中為了做PCIe界面，我們還加上了CXL的支持；其次，我們用了最先進的112G PAM4收發(fā)器，另外在連接上還加入了600G Interlaken硬核作為以太網(wǎng)的即時連接；同時，在安全方面，我們加入了400G加密引擎?？梢哉f我們實現(xiàn)了非常多的異構(gòu)集成，自適應(yīng)平臺上突破集成功耗優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)硬核，這就是Versal Premium?！?/p>

總體來看，Versal Premium帶寬能夠達到最新一代FPGA帶寬的3倍、計算速度的2倍和靈活應(yīng)變的加速，以實現(xiàn)迅速、安全的網(wǎng)絡(luò)部署，使得工作負載與應(yīng)用需求匹配。如Sumit所言，如今云計算廠商和網(wǎng)絡(luò)運營商最為關(guān)心的性能可擴展、安全、高帶寬等需求，Versal Premium通通都能夠滿足。

圖 ｜ 賽靈思產(chǎn)品線營銷與管理高級總監(jiān)Sumit Shah

打破行業(yè)技術(shù)瓶頸，帶來超強帶寬與處理能力

可以說自2020年開始，隨著疫情期間線上會議、在線教育等需求的爆發(fā)，以及5G商用的落地，云計算市場一開年就呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長態(tài)勢，云服務(wù)提供商對帶寬、性能、安全性等方面的要求也前所未有的強烈。這也是賽靈思選擇此刻推出Versal Premium的原因。

然而摩爾定律已經(jīng)失效，GPU數(shù)量與性能之間的邊際效應(yīng)也越來越低，整個行業(yè)在高端芯片設(shè)計上都遇到了瓶頸，賽靈思還能夠做出怎樣的突破？

Mike表示，“對我們來說，當(dāng)下能夠做的就是專注于提升下一代產(chǎn)品的高帶寬和處理能力，盡可能滿足接下來市場可能會有的需求?！?/p>

于是在團隊的努力下，賽靈思做出了Versal Premium。這其中需要指出的是，在盡可能保持功耗的基礎(chǔ)上，Versal Premium在性能的優(yōu)越性上已然超越摩爾定律限制，它能確保客戶以大帶寬進行數(shù)據(jù)通信和處理。

如何做到這一點？

Mike舉例介紹，“首先，我們給它配備了最先進的收發(fā)器，能夠?qū)崿F(xiàn)9Tb／s可擴展、靈活應(yīng)變的帶寬；另外在原有58Gb／s PAM4的基礎(chǔ)上，我們還在Premium里面配備了112Gb／s PAM4，這是面向未來800G網(wǎng)絡(luò)的；此外，它還有1．8Tb／s Interlaken連接，可以支持芯片間的互聯(lián)和通信?！?/p>

當(dāng)然不僅僅如此，在架構(gòu)設(shè)計上，賽靈思還采用了片上存儲設(shè)計，提供1G片上存儲器帶寬，這不僅是為了降低功耗，更重要的也是降低時延、確保最高效的存儲和計算。

除可擴展高性能之外，覺察到客戶對安全性的要求，賽靈思還利用AI加強了這款芯片平臺的安全性能。

“有一些很有意思的AI應(yīng)用，比如網(wǎng)絡(luò)異常檢測，我們對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練來識別正常的計算模式，一旦出現(xiàn)入侵或者是惡意軟件事件，它就能夠及時發(fā)現(xiàn)異常的流量；另外，我們采用了隨機森林算法，它可以進行自動檢測與性能瓶頸的糾正，還能自動配置，最大限度確保正常運行。”

但這還不是最重要的。據(jù)了解，在安全應(yīng)用方面，與英特爾CPU上常見的隨機森林算法相比，Versal Premium的算法性能比英特爾至強芯片要強65倍。

支持企業(yè)高效與自由地開發(fā)

不難發(fā)現(xiàn)，集成了各項能力的Versal Premium幾乎配備了所有頂尖的器件、技術(shù)和工藝，但是在不影響性能表現(xiàn)的前提下，最終服務(wù)于客戶，賽靈思依然能夠提供十分自由的產(chǎn)品組合。

“我們提供非常廣泛的產(chǎn)品組合。邏輯單元上，從入門級的72萬／140萬到大型的740／730萬邏輯單元；數(shù)字信號處理器上，從2K到14K；標(biāo)量引擎上，Arm應(yīng)用處理器或者實時處理器，以及全系列IP硬核等，客戶均可以自由選擇。”

簡單來說，利用該平臺，客戶可以根據(jù)自身需求，輕松選擇產(chǎn)品組合并在其上做開發(fā)。而不僅僅是硬件組合，通過Versal Premium，軟件開發(fā)者可以用C、C＋＋和Python語言來開發(fā)軟件，另外數(shù)據(jù)科學(xué)家和算法開發(fā)人員也可以使用他們平時最熟悉的框架來進行開發(fā)。

“對客戶來說，這一點很重要，因為軟硬件都是可以編程的，生產(chǎn)力能夠大大被提高。而且這個生產(chǎn)力不僅僅是對于工程師而言，它也能夠幫助企業(yè)更快地投產(chǎn)?！?/p>

Mike補充說，“不僅如此，客戶還能夠根據(jù)不斷變化的標(biāo)準(zhǔn)，包括光纖以及人工智能和機器學(xué)習(xí)不斷得去優(yōu)化平臺。要知道Versal Premium不只是集成了硬件，還構(gòu)建了一個非常豐富強大的軟件生態(tài)，我們十分歡迎軟件開發(fā)師、數(shù)據(jù)科學(xué)家和算法開發(fā)人員進入到賽靈思的生態(tài)系統(tǒng)中?！?/p>

目前，為了更好的性能，賽靈思仍然在大力投入他們的Vivado工具。而借助Vivado以及Vitis平臺，硬件和軟件開發(fā)者都可以開啟在Versal Premium上的開發(fā)之旅。
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