AMD發(fā)布第二代Versal Premium自適應SoC：首發(fā)支持PCIe 6.0、CXL 3.1
11月13日消息，布第AMD宣布推出第二代Versal Premium系列自適應SoC芯片，自適支持為各種工作負載提供最高水平的布第系統(tǒng)加速，也是自適支持FPGA行業(yè)內(nèi)首款在硬IP中支持CXL 3.1協(xié)議、PCIe 6.0總線、布第LPDDR5內(nèi)存的自適支持器件。
新產(chǎn)品主要有三大方面的布第創(chuàng)新：一是加速主機連接，二是自適支持釋放更多內(nèi)存，三是布第加強數(shù)據(jù)安全。
得益于新一代的自適支持傳輸接口、存儲器，布第第二代AMD Versal Premium系列可以在處理器、自適支持加速器之間快速、布第高效地訪問和遷移數(shù)據(jù)。自適支持
尤其是布第CXL 3.1、LPDDR5，可以更快地釋放更多內(nèi)存，滿足數(shù)據(jù)中心、通信、測試測量領(lǐng)域內(nèi)日益增長的實時處理和存儲需求。
該產(chǎn)品非常適合數(shù)據(jù)密集型的高帶寬應用，比如通信領(lǐng)域的6G RAN加速AI、城域/核心交通、數(shù)據(jù)中心互聯(lián)、安全設備，數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的計算加速、定制AI網(wǎng)絡、計算存儲、企業(yè)級SSD，測試與測量領(lǐng)域的PCIe 7.0分析器、攝像頭/傳感器測試儀、無線測試儀、存儲/CXL測試儀，等等。
通過更好地管理系統(tǒng)內(nèi)存，第二代AMD Versal Premium系列可以提供強大的計算助力，這正是現(xiàn)在AI模型和各種數(shù)據(jù)集成最需要的。
眾所周知，這是一個數(shù)據(jù)爆炸的時代，尤其是在AI的推送下，海量的數(shù)據(jù)進一步刺激了對更多帶寬、更高效傳輸?shù)男枨螅瑫r數(shù)據(jù)安全問題也更加凸顯。
內(nèi)存存儲是數(shù)據(jù)傳輸連接的關(guān)鍵一環(huán)。從分析數(shù)據(jù)來看，DDR5內(nèi)存的出貨量今年將第一次超越DDR4，成為真正的市場主流，下一代DDR6也有望在2027年出現(xiàn)。
CXL更是數(shù)據(jù)中心的發(fā)展重點，CXL連接內(nèi)存的規(guī)模從2024年到2029年的年復合增長率預計高達212％，遠超常規(guī)的系統(tǒng)內(nèi)存和顯存。
今年，大約一半的服務器都會支持CXL，預計到2028-2029年支持率可達99％。
第二代AMD Versal Premium系列正是為此而來，通過更快的主機連接、更快更多的內(nèi)存、更連貫的接口，滿足楊業(yè)發(fā)展需求。
既然有第二代AMD Versal Premium系列，那自然有第一代，已經(jīng)生產(chǎn)一年。
第二代產(chǎn)品完整繼承、復用了第一代的幾乎所有設計，并針對I/O、收發(fā)器、內(nèi)存存儲、主機接口都做了升級創(chuàng)新。
這種基于量產(chǎn)驗證、擴展升級的開發(fā)模式，可以降低整合新架構(gòu)模塊的風險，能夠保證新產(chǎn)品的快速開發(fā)部署。
同時，制造工藝從第一代的7納米升級到了6納米。
不過要注意的是，第二代AMD Versal Premium系列不會直接取代第一代，而是并存，滿足不同需求的用戶。
這里列出了第二代AMD Versal Premium系列的主要創(chuàng)新，主機接口、內(nèi)存、安全性方面是重點，后邊會詳細介紹。
注意看DSP計算密度方面，實現(xiàn)了更高的每平方毫米DSP算力(也就是性能密度)。
它還引入了一個新的收發(fā)器，支持非常廣泛的協(xié)議，覆蓋線速最低1.25Gbps，最高可以達到128Gbps。
另外在I/O方面，增加了對于高速MIPI C-PHY 10Gbps、D-PHY 4.5Gbps接口的支持。
內(nèi)部架構(gòu)分布圖，可以看到配備了兩個ARM Cortex-A72應用處理器核心、兩個ARM Cortex-R5F實時處理器核心。
網(wǎng)絡IP部分非常豐富，集成了100G多速率以太網(wǎng)核心、600G以太網(wǎng)核心、400G高速加密引擎。
PCIe 6.0標準早在2022年初就正式發(fā)布了，但落地商用還需要一段時間，第二代AMD Versal Premium已經(jīng)率先引入支持。
它集成了兩個可配置協(xié)議模塊(CPM6)，支持雙路PCIe 6.0 x8連接，并具備CXL，每一路的單向帶寬都高達64GB/s，雙向則是128GB/s。
PCIe 6.0可以作為加速器與主機之間的高性能連接通道，滿足枚舉時間要求。
GTM2收發(fā)器也是一個重要新特性，可以結(jié)合第一代產(chǎn)品上面的兩個收發(fā)器GTM、GTM1，靈活滿足不同需求。
GTM2支持的數(shù)據(jù)速率非常廣泛，可以從1.25Gbps到128Gbps，同時支持NRZ、PAM4編碼，效率最高可達7pJ/bit。
同時，AMD保留了開發(fā)者非常熟悉的設計流程，可以輕松使用GTM2，并確保全過程的可靠性。
AMD這次升級支持了新一代高速內(nèi)存DDR5-6400、LPDDR5X-8533，對比上代支持的DDR4-3200、LPDDR4X-4266，速率和帶寬都翻了一番之多，同時功耗下降了多達20-30％。
安全性方面也大大增強，DDR5、LPDDR5X均內(nèi)建ECC，還有AES-XTS安全加密，可以大大強化數(shù)據(jù)傳輸過程中的安全性。
CXL 3.1存儲器擴展模塊也是非常關(guān)鍵的一點，專門針對CXL 3.1規(guī)范設計的存儲接口，可以和各家供應商的DRAM實現(xiàn)兼容。
舉例來說，使用LPDDR5X內(nèi)存可以實現(xiàn)最高256-bit 8.5Gbps的帶寬，而使用兩個8x CXL連接帶寬可以達到64 Gb/s。
通過這樣的架構(gòu)，外部存儲器的帶寬可以超過500Gbps。
網(wǎng)絡方面，第二代AMD Versal Premium具備全球唯一基于靈活應變平臺的400G高速加密引擎，線速吞吐量最高達800Gbps。
它還具備AES-GCM-128/256加解密安全引擎，安全方面則全面支持MACsec、IPsec。
說到安全性，在不斷變化的安全形勢下，數(shù)據(jù)安全性變得日益重要。
第二代AMD Versal Premium提供了全套的PCIe IDE(主機接口)、高速加密引擎、DDR內(nèi)聯(lián)加密與ECC技術(shù)，使得數(shù)據(jù)無論是靜態(tài)、傳輸中還是使用中，都非常的安全。
尤為值得一提的是，AMD Versal Premium自適應SoC與AMD EPYC CPU之間能夠形成非常好的協(xié)同。
比如PCIe可以在二者之間提供高性能的連接，可用于卸載計算、網(wǎng)絡以及存儲工作負載。
比如非常連貫的接口可以讓二者共享內(nèi)存空間，從而減少擱置內(nèi)存。
再加上PCIe IDE、內(nèi)存加密等，數(shù)據(jù)可以做到真正的端到端安全性。
接下來是一些應用實例展示。
CXL 3.1可以擴大釋放更多內(nèi)存，也可以提供高性能的內(nèi)存接口。
尤其是CXL 3.1使用了新一代PCIe Gen 6，對比CXL 2.0可以實現(xiàn)兩倍的帶寬，還可以利用NUMA輕松與現(xiàn)有的軟件集成。
操作模式方面支持CXL.io、CXL.mem、CXL.cache，器件模式方面既可以作為內(nèi)存的控制器，也可以使用主機模式，從而連接CXL擴展模塊。
在用例方面，支持多主機單邏輯設備(MH-SLD)架構(gòu)和系統(tǒng)可組合性。
很多客戶都會購買并部署GPU計算集群，但是標準的網(wǎng)絡接口未必能夠支持GPU的性能和靈活性。
第二代AMD Versal Premium能夠提供很高的帶寬和靈活性，滿足這方面的應用需求。
事實上，多年前的AMD Virtex UltraScale+、去年的第一代Versal Premium也都支持，但分別只有兩個100G和兩個200G挽留過，而現(xiàn)在第二代AMD Versal Premium系列能夠在單個網(wǎng)絡適配器上支持兩個400G接口。
在測試與測量領(lǐng)域，大家對于開發(fā)PCIe 7.0這樣的器件非常感興趣，包括相關(guān)的分析器、控制器和練習器，但它需要128 Gbps的收發(fā)器。
這些應用非常重視芯片上的DSP引擎、內(nèi)存帶寬和其他接口能力，這也是第二代AMD Versal Premium系列支持的。
AMD為所有的Versal器件提供了統(tǒng)一的設計環(huán)境Vivado，而且每次發(fā)布都在改善，都支持全系列產(chǎn)品。
第二代AMD Versal Premium系列產(chǎn)品分為四款不同型號，規(guī)格各有不同。
比如邏輯單元從140多萬個到320多萬個不等，DPS引擎從3300多個到7600多個不等，GTM2收發(fā)器從32個到72個不等，片上內(nèi)存、100G/600G以太網(wǎng)MAC、400G高速加密引擎、LDPC解碼器等也各有不同。
共同之處則是都有雙核A72(48+32KB L1/1MB L2)、雙核R5F(32+32KB L1)，以及256KB片上存儲等。
第二代AMD Versal Premium系列已經(jīng)向開發(fā)者提供早期文檔，第四季度內(nèi)會提供功率估算工具，明年下半年提供AMD Vivado工具支持。
2026年上半年提供芯片樣片、開發(fā)套件，2026年年中正式投入量產(chǎn)。
AMD繼續(xù)提供長達15年的生命周期支持。
