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(jìn)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(xiàng)集成了多項(xiàng)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。”
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(jì)、PCIe Gen5、800G光接口……如此種種,看得見的配置與看不見的設(shè)計(jì)融合在一起,賽靈思團(tuán)隊(duì)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(shí)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(dú)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(jìn)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。可以說我們實(shí)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。”
總體來看,Versal Premium帶寬能夠達(dá)到最新一代FPGA帶寬的3倍、計(jì)算速度的2倍和靈活應(yīng)變的加速,以實(shí)現(xiàn)迅速、安全的網(wǎng)絡(luò)部署,使得工作負(fù)載與應(yīng)用需求匹配。如Sumit所言,如今云計(jì)算廠商和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商最為關(guān)心的性能可擴(kuò)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(qiáng)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(jì)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(qiáng)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(jì)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。”
于是在團(tuán)隊(duì)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(jìn)行數(shù)據(jù)通信和處理。
如何做到這一點(diǎn)?
Mike舉例介紹,“首先,我們給它配備了最先進(jìn)的收發(fā)器,能夠?qū)崿F(xiàn)9Tb/s可擴(kuò)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。”
當(dāng)然不僅僅如此,在架構(gòu)設(shè)計(jì)上,賽靈思還采用了片上存儲設(shè)計(jì),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(jì)算。
除可擴(kuò)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(qiáng)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(jìn)行訓(xùn)練來識別正常的計(jì)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(jī)森林算法,它可以進(jìn)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(yùn)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(jī)森林算法相比,Versal Premium的算法性能比英特爾至強(qiáng)芯片要強(qiáng)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(xiàng)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(shí)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(jìn)行開發(fā)。
“對客戶來說,這一點(diǎn)很重要,因?yàn)檐浻布际强梢?a href="http://www.1cnz.cn/v/tag/1315/" target="_blank">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)。”
Mike補(bǔ)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(jī)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(qiáng)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(jìn)入到賽靈思的生態(tài)系統(tǒng)中。”
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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