导读：Xilinx 发布基于台积电7nm工艺、全球最高带宽和计算密度的ACAP。

图：赛灵思 Versal Premium

3月11日，赛灵思公司（Xilinx）宣布推出Versal ACAP 产品组合第三大产品系列—— Versal Premium。该系列具备高度集成且功耗优化的网络硬核，是业界带宽最高、计算密度最高的自适应平台，应用于需要高带宽、低功耗和占地面积有限的5G核心网、数据中心等场景，2021年上半年提供芯片样品。

1、ACAP——技术革命

ACAP 是赛灵思公司一项名为“Everest 行动”的重大成果，发布于2018年3月的第一代ACAP在业界丢下重磅炸弹。据说这以珠峰命名的项目历经四年、投资10亿美元、动用了1500名工程师，成为赛灵思公司自发明FPGA以来最卓著的技术成果。

ACAP 的学名叫自适应计算加速平台，在FPGA基础上结合了CPU和GPU/DSP的优点，目标是解决高计算密度、带宽瓶颈和开发周期长的问题。引用Xilinx CEO Victor Peng的一句话：作为可以和CPU、GPU与FPGA 相提并论、并且性能远超后二者的产品，ACAP可以覆盖更加广泛的应用，帮助人们实现智能互联并且驱动自适应的世界。

这也是 ACAP标志性的三大引擎中包含了Arm A72/R5F CPU、自适应FPGA硬件和DSP引擎的原因。

图：赛灵思 Versal Premium

ACAP的“革命性”在于，它将标量计算，可编程逻辑和矢量计算结合在一起，充分利用各自优势，不仅仅增强了针对各种机器学习算法的适用性，也提高了计算密度和存储带宽。

其中AI Engine和NoC是新颖的设计，FPGA和CPU的结合早在Zynq系列中已经应用。AI Engine优点类似于GPU的结构，由多个DSP和BRAM以及DMA等构成，可以处理创新的超长指令字和单指令，多个数据指令。AI Engine之间相互互联，可以提供高达100Tb/s的存储带宽。而NoC是一种片上网络，实现了CPU、FPGA和AI Engine之间的互联。

2、Versal Premium：最强ACAP

赛灵思的 Versal 是业界首款 ACAP，是一个功能远超常规芯片架构的革命性全新异构计算器件。本次发布的新系列 Versal Premium 采用台积电（TSMC）7nm 工艺，吞吐量比当前主流 FPGA大三倍，计算密度是当前后者的两倍。同时算法上，面向可扩展且不断演进的云工作负载及网络工作负载，软件定义+AI 算法为广泛的计算场景提供更加灵活的适配能力。

赛灵思产品和平台营销副总裁Kirk Saban 表示：“Versal Premium系列将 ACAP 推向了一个新高度，通过网络硬核 IP 的突破性集成，成就了单芯片 400G 和 800G 的解决方案。面向下一代网络和云部署，Versal Premium 在软件和硬件开发者皆可轻松编程的可扩展平台上，提供了出色的带宽和计算密度，实现了加速功能的优化并大幅降低了总拥有成本。”

3、5G网络：高带宽低时延

随着 5G 网络投入运营，网络流量大幅增长，导致现有空间和功耗范围内功耗优化吞吐量与计算密度的需求不断提高。为支持业界应对这一挑战，Versal Premium 系列提供了高达 9Tb/s 的可扩展、自适应串行带宽。具体方法是将 112G PAM4 收发器与集成的网络功能模块用于核心网、城域网和数据中心互联（DCI）基础设施，将每端口带宽密度提高两倍，并降低时延高达 50%。

这种预制连接可实现安全的多太位以太网（multi-terabit Ethernet ），灵活支持各种数据速率与协议。通道化以太网硬核能够以最小占板空间提供高达 5Tb/s 的吞吐量，同时高速加密引擎可提供高达 1.6Tb/s 的加密线路速率吞吐量，并支持 AES-GCM-256/128、MACsec 和 IPsec 。

4、云加速：基于AI

Versal Premium 系列旨在帮助超大规模数据中心用户为多元化的数据中心工作负载实现最高加速水平。将超过 120TB/s 的片上存储器带宽与可定制存储器层级相结合，能够减少数据移动从而消除相应的关键瓶颈，与此同时，还支持以嵌入式方式将预制连接与硬核集成到现有云基础设施中。从基因组学、数据分析和视频转码，到针对语音和图像识别的 AI 推断，Versal Premium 提供了高度集成的云就绪平台，为多元化的工作负载提供突破性能。 

5、供货情况

赛灵思表示，Versal Premium 系列将于2021年上半年开始为早期用户提供样品。目前已提供文档，客户可立即使用开始原型设计。VersalPrime 器件与Versal Premium 器件拥有众多相同的架构模块，支持引脚迁移至Versal Premium。

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