賽靈思推第三代ACAP平臺Versal Premium，計算密度為FPGA兩倍

（文章來源：智東西）

賽靈思發布ACAP的第三代產品——Versal Premium系列，該處理器采用臺積電7nm制程工藝，集成軟件可編程功能、動態可配置硬件加速、預制連接和安全功能。與當前主流FPGA相比，Versal Premium系列的計算密度是FPGA的2倍，吞吐量高出3倍，進一步為越來越復雜的云計算和網絡工作負載，提供性能更為高效的解決方案。

此外，賽靈思大中華區銷售副總裁唐曉蕾、賽靈思高端ACAP與FPGA高級產品線經理Mike Thompson、賽靈思產品線營銷與管理高級總監Sumit Shah還向大家分享了Versal Premium系列處理器的特性和功能。與此同時，他們在會后還接受了包括智東西在內的少數媒體的采訪，深入探討賽靈思目前在推動自適應計算發展方面的最新戰略和重要成果。

AI、物聯網、云計算和自動駕駛等技術的創新發展，直接引爆了云端大數據的快速增長，包括數據中心、終端和邊緣設備等在內的設施部署，對適應性計算的需求不斷提升。在此行業需求下，賽靈思于2018年推出了ACAP，嘗試通過新的處理器架構為日漸多元的計算需求提供新解法。

“Versal Premium系列通過網絡硬核IP的有突破性集成，提供了單芯片400G和800G的解決方案?！辟愳`思產品和平臺營銷副總裁Kirk Saban談到，針對下一代網絡和云部署，Versal Premium系列具有的高性能帶寬、計算密度和加速功能，能夠為硬件和軟件開發者提供一個輕松編程的可擴展平臺。據悉，Versal Premium系列將于今年下半年開始提供工具，并于2021年上半年開始為早期用戶提供樣品，目前客戶已能夠通過Versal Prime評估套件開始設計原型。ACAP（Adaptive Computing Acceleration Platform）又稱為自適應計算加速平臺，是賽靈思自1984年推出FPGA后的又一重要技術產品。

賽靈思稱，Versal處理器與2019年推出的Vitis統一軟件平臺相結合，能夠將FPGA的高性能和靈活應變能力，進一步擴展至更廣泛的軟件開發者、數據科學家和系統開發者等領域。而今日發布的Versal Premium系列處理器，與賽靈思Versal Prime基礎系列、Versal AI Core系列這前兩代ACAP產品不同，Versal Premium系列定位為賽靈思的旗艦級產品，更關注處理器在高帶寬和高端應用中的處理性能。

同時，它也為賽靈思擴展ACAP系列的高端產品線，不斷滿足數據中心和網絡工作負載的市場需求，提供了重要的技術支撐和創新方向。Versal Premium系列集成了軟件可編程能力、動態可配置硬件加速、預制連接和安全功能。在網絡連接方面，Versal Premium系列能夠以超過FPGA三倍的帶寬為客戶提供快速、安全的網絡 。

一方面，它配置了112Gbps PAM4收發器，提供9Tb/s的可擴展、自適應串行帶寬，擁有5Tb/s 集成以太網吞吐量和1.6Tb/s線路速率加密，擁有600G Interlaken硬核，能夠利用預制連接實現多太位以太網（multi-terabit Ethernet），實現即時連接。另一方面，它內置了DMA（Direct Memory Access，直接存儲器訪問）和PCle Gen5連接器。其中，PCle Gen5連接器同時支持CCIX（Cache Coherent Interconnect for Accelerators）和CXL（Compute Express Link）協議。同時針對網絡連接安全，該處理器添加了400G的加密引擎，實現了多種異構集成。

在云加速方面，Versal Premium系列擁有FPGA兩倍的計算密度，能夠為硬件加速提供最高邏輯容量與DSP密度，同時其大規模存儲器容量與帶寬消除了加速瓶頸。一方面，它通過將120Tb/s以上的片上存儲器帶寬和可定制存儲器層級相結合，進一步加速用戶數據中心的工作負載。

另一方面，該系列處理器還能夠以嵌入式方式將預制連接和硬核集成到現有的云基礎設施中，為基因組學、數據分析、視頻轉碼，以及針對于語音和圖像識別的AI推理，提供高集成度的云就緒平臺。針對Versal Premium系列的能效，賽靈思也進行了優化和調整。其中，Versal Premium能夠在能效方面，用戶可以在不到100W的功耗性能下使用800G DCI（數據中心互聯）吞吐量，并且與前代Virtex UltraScale+相比，這一功耗降低了60%。

Mike Thompson還介紹到，從網絡IP的集成規模來看，Versal Premium系列提供了等效22個16nm FPGA的邏輯密度，不僅能讓開發者將更多的精力專注于差異化，減少在設計基礎架構和連接傷的投入，同時還大幅度降低了資本支出（CAPEX）與運營成本（OPEX）。從應用角度看，Versal Premium系列面向需要可擴展和靈活應變應用加速的云提供商，幫助他們在散熱條件和空間受限的環境下，也能運行最高帶寬網絡。

Mike Thompson談到，Versal Premium系列的產品組合非常廣泛，能夠用于擴展網絡和云加速，不僅覆蓋了從接入網/城域網到區域網/核心網的應用范圍，同時其器件邏輯單元最高可達740萬個。與此同時，目前客戶已經能夠開始使用Versal Premium評估套件進行系統的界面測試，2020年下半年會開始提供工具，而芯片供貨將在2021年上半年開始。

如今，越來越應用的多樣化和數據中心工作負載的發展，它們在推進數據爆炸性增長的同時，也為核心網、數據中心和流量管理帶來了巨大數據處理和分析的壓力。Sumit Shah談到，在2019年，無論是在數據中心還是在核心城域，區域流量容量提升了100倍，帶寬年復合增長率為51%，其中隨著5G時代的到來，5G核心網的帶寬擴展也將達到313%的年復合增長率，對工作負載產生了極大的計算需求。

與此同時，在Sumit Shah看來，隨著摩爾定律發展的逐漸放緩，在GPU數量和性能之間的邊際效應越來越低的同時，端口密度和帶寬卻仍保持著幾何級數的增長，這也導致了器件和芯片緩慢的發展與高速發展的計算密度極不匹配。在此背景下，賽靈思推出的Versal Premium系列無疑為這些問題提供了一個行之有效的解決方案。
（責任編輯：fqj）