在2018年初出任Xilinx CEO之后，Victor Peng就給FPGA巨頭定下了三大戰(zhàn)略，分別是數(shù)據(jù)中心加速、加速主流市場(chǎng)的發(fā)展以及推出 ACAP（Adaptive Compute Acceleration Platform， 自適應(yīng)計(jì)算加速平臺(tái)）。當(dāng)中ACAP更是他們面向未來的重中之重。按照Xilinx的說法，這是繼他們?cè)?984年發(fā)明FPGA之后，又一次顛覆性的發(fā)明成就。

Victor Peng在中國(guó)參加媒體會(huì)甚至表示，如果你在一個(gè)行業(yè)內(nèi)達(dá)到了一種高度，你就有資格玩下一關(guān)的游戲。現(xiàn)在Xilinx的ACAP已經(jīng)上了一個(gè)新臺(tái)階，接下來我們要和英偉達(dá)、英特爾的處理器展開新競(jìng)爭(zhēng)。

從最近發(fā)布的數(shù)據(jù)看來，Xilinx的ACAP也的確在一步步實(shí)現(xiàn)公司對(duì)它寄予的厚望。

不止FPGA，ACAP初戰(zhàn)告捷

所謂ACAP，并不是FPGA，正如Victor Peng所說，這是一個(gè)整合了了硬件可編程邏輯單元、軟件可編程處理器、以及軟件可編程加速引擎的計(jì)算平臺(tái)產(chǎn)品。作為一種高度集成的多核異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)，ACAP可在軟硬件兩個(gè)層面隨時(shí)進(jìn)行更改，從而動(dòng)態(tài)地適應(yīng)數(shù)據(jù)中心、汽車、5G 無線、有線以及國(guó)防市場(chǎng)的廣泛應(yīng)用與工作負(fù)載需求。而Versal 則是ACAP的首款平臺(tái)。

據(jù)了解，Versal的體系架構(gòu)從構(gòu)建伊始即可支持軟件可編程，擁有高度靈活的、每秒傳輸速率高達(dá)數(shù)兆比特的片上網(wǎng)絡(luò) （NoC）。NoC能無縫集成所有引擎和關(guān)鍵接口，使得該平臺(tái)在啟動(dòng)時(shí)即可使用平臺(tái)的各項(xiàng)資源，并且方便軟件開發(fā)者、數(shù)據(jù)科學(xué)家和硬件開發(fā)者等都能輕松進(jìn)行編程。通過一系列工具、軟件、庫、IP、中間件和固件，Versal ACAP讓使用者能隨時(shí)通過業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)流程開發(fā)各種定制化的加速計(jì)算解決方案。資料顯示，Versal包括了幾個(gè)系列， AI Core和Prime 則是最先推出的兩個(gè)產(chǎn)品線，并已經(jīng)開始發(fā)貨。

據(jù)介紹，Versal AI Core 系列在整個(gè)Versal產(chǎn)品系列中提供了最高計(jì)算性能和最低時(shí)延，并通過 AI 引擎實(shí)現(xiàn)了突破性的 AI 推斷吞吐量和性能。該系列針對(duì)云端、網(wǎng)絡(luò)和自動(dòng)駕駛技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，提供了業(yè)界最廣泛的 AI 和工作負(fù)載加速功能。Versal Prime 系列的設(shè)計(jì)則廣泛適用于各種應(yīng)用，并針對(duì)各種工作負(fù)載的連接性和在線加速進(jìn)行了優(yōu)化。

“自發(fā)貨以來，Versal AI Core和Versal Prime現(xiàn)在已經(jīng)是有幾百家客戶，反響非常好，客戶甚至希望我們能夠加速其生產(chǎn)”，賽靈思高端ACAP與FPGA高級(jí)產(chǎn)品線經(jīng)理Mike Thompson告訴記者。

再下一城，Versal Premium為數(shù)據(jù)中心加速

在Versal AI Core和Versal Prime兩個(gè)系列首戰(zhàn)告捷之后，Xilinx又馬不停蹄地在日前推出了Versal ACAP的高端系列Versal Premium，旨在幫助超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心用戶為多元化的數(shù)據(jù)中心工作負(fù)載實(shí)現(xiàn)最高加速水平。這一方面體現(xiàn)了Xilinx的有的放矢；另一方面，也再一次顯露出了這家用于革自己命企業(yè)的底氣。

眾所周知，在過去幾年里，隨著AI、5G和物聯(lián)網(wǎng)等多個(gè)新興應(yīng)用的崛起，數(shù)據(jù)成為了各大領(lǐng)域關(guān)注的重點(diǎn)。而龐大數(shù)據(jù)量的傳輸也給做相關(guān)支撐的基礎(chǔ)設(shè)施帶來嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。如何提高高帶寬、高性能、高可靠性和安全的方案，就成為了相關(guān)供應(yīng)商需要考慮的重要問題。而Xilinx 的Versal Premium就是為了解決這些問題而生的。

Mike Thompson指出，Versal Premium是在Versal Prime的基礎(chǔ)上，集成更多的連接和安全功能而打造的產(chǎn)品。從他的介紹我們得知，Versal Premium集成了PCIe Gen5、DMA和CCIX；同時(shí)還加上了CXL的支持；另外，最先進(jìn)的112G PAM4收發(fā)器和可以做以太網(wǎng)即時(shí)連接的600G Interlaken硬核也是這個(gè)新旗艦的另一個(gè)亮點(diǎn)。在安全方面，Xilinx還為這款產(chǎn)品加入了400G加密引擎用于加密。是因?yàn)檫@些多樣化異構(gòu)集成，Xilinx讓這個(gè)產(chǎn)品能給客戶帶來卓越的效果。

首先，通過軟IP和硬IP的配置，能提供功耗優(yōu)化的帶寬密度。

以硬IP連接為例，它不但能夠支持多速率以太網(wǎng)，還可以實(shí)現(xiàn)如網(wǎng)絡(luò)遙測(cè)、虛擬化和數(shù)據(jù)包處理等高價(jià)值功能。在這些硬IP的支持下，不但可以支持更多標(biāo)準(zhǔn)，還能夠以最小占板空間提供高達(dá) 5Tb/s 的吞吐量，同時(shí)能夠讓產(chǎn)品滿足當(dāng)前主流的100G和400G光通信需求，還提供了面向未來的800G連接支持，讓客戶可針對(duì)未來做更多提前布局。

Versal Premium 系列還提供了高達(dá) 9Tb/s 的可擴(kuò)展、自適應(yīng)串行帶寬。具體方法是將 112G PAM4 收發(fā)器與集成的網(wǎng)絡(luò)功能模塊用于核心網(wǎng)、城域網(wǎng)和數(shù)據(jù)中心互聯(lián)（ DCI ）基礎(chǔ)設(shè)施，將每端口帶寬密度提高兩倍，并降低時(shí)延高達(dá) 50%。

其次，Versal Premium可以幫助客戶實(shí)現(xiàn)800G DCI，但功耗不到100瓦。在與FPGA方案相比時(shí)，前者的功耗降低一半以上，占地面積也降低一半，功耗則提升了60%。

第三，Versal Premium集成的600G Interlaken 和400G高速加密引擎能協(xié)助打造更快速和安全的網(wǎng)絡(luò)。如下圖所示，這個(gè)產(chǎn)品可以以1.8Tb/s的速度現(xiàn)用Interlaken連接，高速加密引擎也可提供高達(dá) 1.6Tb/s 的加密線路速率吞吐量。

為了當(dāng)前計(jì)算加速存儲(chǔ)器架構(gòu)上的瓶頸，Xilinx還給Versal Premium集成了1G片上存儲(chǔ)器帶寬，讓其可以和計(jì)算引擎進(jìn)行非常緊密地吻合，提高它的性能，降低功耗和時(shí)延。據(jù)Xilinx方面介紹，Versal Premium的存儲(chǔ)器帶寬為123TB/s，這個(gè)數(shù)字是英偉達(dá)Tesla V100的9倍，與Tesla T4相比，更是快樂25倍。“這讓我們的產(chǎn)品解鎖了GPU無法企及的性能”，Xilinx方面強(qiáng)調(diào)。這樣的存儲(chǔ)器帶寬與異構(gòu)引擎的搭配，讓Versal Premium整體也提供了突破性的性能。

除了硬件之外，Xilinx還為這系列產(chǎn)品提供一個(gè)非常豐富和強(qiáng)大的軟件生態(tài)，搭配其Vitis軟件平臺(tái)，使得軟件開發(fā)者可以使用他們最熟悉的C、C++和Python語言對(duì)硬件進(jìn)行開發(fā)，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(shí)最熟悉的框架，在這個(gè)硬件上進(jìn)行研究。Xilinx希望硬件開發(fā)者、軟件開發(fā)者和數(shù)據(jù)開發(fā)者都能加入到其生態(tài)中來。

此外，針對(duì)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需求，Xilinx還給Versal Premium帶來了網(wǎng)絡(luò)異常檢測(cè)AI和配置與網(wǎng)絡(luò)性能AI。前者的引入讓其能夠執(zhí)行入侵檢測(cè)和惡意軟件識(shí)別的功能，還擁有了應(yīng)對(duì)新興威脅的自適應(yīng)算法，同時(shí)供公司還提供了隨機(jī)森林算法（Random Forest） IP，滿足客戶的多樣化需求；至于后者，則可以自動(dòng)監(jiān)測(cè)與性能瓶頸糾正，還可以自動(dòng)配置，最大限度延長(zhǎng)正常運(yùn)行時(shí)間（MLP）

Mike Thompson強(qiáng)調(diào)。這樣的異構(gòu)集成創(chuàng)新使得ACAP尤其是Versal Premium能夠超越摩爾定律的限制，能夠?qū)Ｗ⒂谙乱淮邘捄吞幚砟芰Α＿€可以幫助客戶大大降低資本支出和運(yùn)營(yíng)成本。更重要的一點(diǎn)，正因?yàn)槭褂昧诉@樣的設(shè)計(jì)，Versal Premium擁有了更多的邏輯可以用于定制。

雖然網(wǎng)絡(luò)加速市場(chǎng)高手林立，但Xilinx的強(qiáng)勢(shì)殺入，讓整個(gè)市場(chǎng)又增添了幾分變數(shù)。
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