導讀：Xilinx 發布基于臺積電7nm工藝、全球最高帶寬和計算密度的ACAP。

  

圖：賽靈思 Versal Premium

3月11日，賽靈思公司（Xilinx）宣布推出Versal ACAP 產品組合第三大產品系列—— Versal Premium。該系列具備高度集成且功耗優化的網絡硬核，是業界帶寬最高、計算密度最高的自適應平臺，應用于需要高帶寬、低功耗和占地面積有限的5G核心網、數據中心等場景，2021年上半年提供芯片樣品。

1、ACAP——技術革命

ACAP 是賽靈思公司一項名為“Everest 行動”的重大成果，發布于2018年3月的第一代ACAP在業界丟下重磅炸彈。據說這以珠峰命名的項目歷經四年、投資10億美元、動用了1500名工程師，成為賽靈思公司自發明FPGA以來最卓著的技術成果。

ACAP 的學名叫自適應計算加速平臺，在FPGA基礎上結合了CPU和GPU/DSP的優點，目標是解決高計算密度、帶寬瓶頸和開發周期長的問題。引用Xilinx CEO Victor Peng的一句話：作為可以和CPU、GPU與FPGA 相提并論、并且性能遠超后二者的產品，ACAP可以覆蓋更加廣泛的應用，幫助人們實現智能互聯并且驅動自適應的世界。

這也是 ACAP標志性的三大引擎中包含了Arm A72/R5F CPU、自適應FPGA硬件和DSP引擎的原因。

  

圖：賽靈思 Versal Premium

ACAP的“革命性”在于，它將標量計算，可編程邏輯和矢量計算結合在一起，充分利用各自優勢，不僅僅增強了針對各種機器學習算法的適用性，也提高了計算密度和存儲帶寬。

其中AI Engine和NoC是新穎的設計，FPGA和CPU的結合早在Zynq系列中已經應用。AI Engine優點類似于GPU的結構，由多個DSP和BRAM以及DMA等構成，可以處理創新的超長指令字和單指令，多個數據指令。AI Engine之間相互互聯，可以提供高達100Tb/s的存儲帶寬。而NoC是一種片上網絡，實現了CPU、FPGA和AI Engine之間的互聯。

2、Versal Premium：最強ACAP

賽靈思的 Versal 是業界首款 ACAP，是一個功能遠超常規芯片架構的革命性全新異構計算器件。本次發布的新系列 Versal Premium 采用臺積電（TSMC）7nm 工藝，吞吐量比當前主流 FPGA大三倍，計算密度是當前后者的兩倍。同時算法上，面向可擴展且不斷演進的云工作負載及網絡工作負載，軟件定義+AI 算法為廣泛的計算場景提供更加靈活的適配能力。

  

賽靈思產品和平臺營銷副總裁Kirk Saban 表示：“Versal Premium系列將 ACAP 推向了一個新高度，通過網絡硬核 IP 的突破性集成，成就了單芯片 400G 和 800G 的解決方案。面向下一代網絡和云部署，Versal Premium 在軟件和硬件開發者皆可輕松編程的可擴展平臺上，提供了出色的帶寬和計算密度，實現了加速功能的優化并大幅降低了總擁有成本。”

 

3、5G網絡：高帶寬低時延

 

隨著 5G 網絡投入運營，網絡流量大幅增長，導致現有空間和功耗范圍內功耗優化吞吐量與計算密度的需求不斷提高。為支持業界應對這一挑戰，Versal Premium 系列提供了高達 9Tb/s 的可擴展、自適應串行帶寬。具體方法是將 112G PAM4 收發器與集成的網絡功能模塊用于核心網、城域網和數據中心互聯（DCI）基礎設施，將每端口帶寬密度提高兩倍，并降低時延高達 50%。

 

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

 

4、云加速：基于AI

  

Versal Premium 系列旨在幫助超大規模數據中心用戶為多元化的數據中心工作負載實現最高加速水平。將超過 120TB/s 的片上存儲器帶寬與可定制存儲器層級相結合，能夠減少數據移動從而消除相應的關鍵瓶頸，與此同時，還支持以嵌入式方式將預制連接與硬核集成到現有云基礎設施中。從基因組學、數據分析和視頻轉碼，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，為多元化的工作負載提供突破性能。 

 

5、供貨情況

賽靈思表示，Versal Premium 系列將于2021年上半年開始為早期用戶提供樣品。目前已提供文檔，客戶可立即使用開始原型設計。VersalPrime 器件與Versal Premium 器件擁有眾多相同的架構模塊，支持引腳遷移至Versal Premium。

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