AMD FPGA和自適應SoC產品線再添新軍!
第二代AMD Versal Premium系列自適應SoC現已正式發佈,包括多個不同版本,核心型號就是首次整合了大容量、高頻寬、低功耗LPDDR5X記憶體的第二代Versal Premium MoP。
MoP也就是Memory on Package(封裝上記憶體),這也是AMD Versal系列首次片上封裝記憶體,開闢了新的路徑。
眾所周知,如今RAM記憶體市場空前緊張,AI資料中心搶走了幾乎所有產能和供應,導致記憶體成本和價格持續飆升,需要整合記憶體的產品和裝置也水漲船高,從廠商、客戶到消費者的選擇空間都被嚴重擠壓。
與此同時,AMD Versal系列自適應SoC產品所對應的嵌入式市場,正變得更智能、更小巧,也需要更多的記憶體,無論傳統應用還是AI大模型都對記憶體極為渴求。
這種情況下,客戶就不得不在記憶體性能、容量、空間乃至生命週期、使用環境之間糾結和權衡。
在過往,HBM高頻寬記憶體是一個優秀的選項,尤其對於高性能產品而言,其大容量、高頻寬、高整合度都非常合適。
AMD 2018年就推出過Virtex UltraScale+ HBM FPGA,整合了16GB HBM,頻寬達460GB/s。
2022年,AMD又發佈了Versal HBM自適應SoC,整合32GB HBM,可提供840GB/s高頻寬。
但是,它們僅面向資料中心市場,無法提供10-15年的超長生命週期供貨支援,也無法在0℃以下的低溫環境獲得認證,而且HBM的高功耗和高發熱也是個問題,導致它難以小型化。
如今,記憶體行業形勢突變,HBM完全服務於資料中心AI市場,DDR/LPDDR消費級記憶體的空間也被嚴重擠壓,主流嵌入式市場不得不尋求新的突破,這正是AMD Versal Premium系列努力的新方向。
於是,我們就看到了第二代的AMD Versal Premium系列,而且提供多種靈活的部署方式。
它完整繼承了第一代產品成熟的架構和諸多優秀特性,包括32G NRZ、PCIe 5.0、Arm子系統、112G SerDesGTM、600G乙太網路、400G加密,等等。
在此之上,第二代升級加入了PCIe 6.0、128G SerDes GTM2、DDR5/LPDDR5X、64Gbps CXL 3.1與記憶體池化。
與AMD EPYC處理器搭配使用時,PCIe 6.0、CXL 3.1可以實現高速資料傳輸,從而加速資料密集型應用。
這次推出的第二代AMD Premiup MoP,更是把LPDDR5X記憶體整合封裝在了一起,更智能、尺寸更小,這也是AMD第一次這麼做。
第二代AMD Versal Premium產品一共有三種不同版本:
一是SoC+獨立DDR5記憶體,編號VSVA3224,其中記憶體可以直接銲接在PCB上,也可以是獨立RDIMM插槽的方式,最多四條,最高頻率6400MT/s,最大容量512+GB,適合空間不受限、需要大容量記憶體的。
二是SoC+獨立LPDDR5X記憶體,編號2VP3602,最多八顆LPDDR5X銲接在PCB上,和SoC並排。
記憶體組態為32-bit單通道,單顆容量4GB(32Gb),總計最多32GB,而頻率為8533MT/s,頻寬為270GB/s。
三是SoC+封裝LPDDR5X記憶體,也就是MoP,編號2VP3622,最為緊湊。
記憶體放了四顆,單顆容量增至8GB(64Gb),總計同樣是32GB,而且採用64-bit雙通道,搭配9000MT/s高頻率,頻寬高達288GB/s,更勝一籌。
另外,所有版本都增加了第三個PCIe控製器,與原有的兩個PCIe 6.0 x8形成互補。
第二代Versal Premium MoP就長這樣,上方是SoC計算晶片本體,整合了LPDDR5X記憶體控製器,下方是四顆LPDDR5X記憶體晶片。
由於已包含經過預驗證的封裝內LPDDR5X記憶體介面,從SoC到LPDDR5X之間的互連更簡單,不需要在PCB上另行單獨布線連接,從而簡化了設計、節省了成本。
另外,記憶體與基板的間距僅為0.4毫米,連接更短,效率更高。
這是從側面看,對比之前的Versal HBM和如今的第二代Versal Premium MoP。
Versal HBM使用SSIT(堆疊硅互連技術)或者CoWoS(晶片-晶圓-基板封裝技術),也就是SLR(超級邏輯區域)和HBM之間通過中介層連接。
第二代Versal Premium MoP是直接用封裝基板連接SLR、LPDDR5X,不需要轉接板和中介層(很複雜很昂貴)。
這種設計的好處還是很多的,包括製造更簡單、擴展更靈活、供應鏈更方便。
這是LPDDR5X記憶體獨立整合與封裝整合對比,可以看出後者是多麼緊湊。
獨立方案的整體面積為107×74=7918平方毫米,其中SoC面積55×55=3025平方毫米,單顆記憶體面積為12.4×8=99.2平方毫米。
MoP整合方案的總面積則是55×57.5=3162.5平方毫米,縮小了整整60%之多。
節省出來的空間,可用來搭配OCP網路卡、半高半長PCIe擴展卡等更多裝置,或者定製更小尺寸的裝置外形。
同時,該方案消除了外部的板級記憶體介面,減少了PCB層數和設計、驗證的工作量,PCB底部間距為0.4毫米,但對於使用者來說面對的是0.92毫米間距,操作更加簡單。
得益於更高的整合度、更小的封裝尺寸、更簡化的整體設計,第二代AMD Versal Premium MoP通過單一完整架構,即可為客戶提供已架構、已設計、已驗證的方案。
這樣一來,客戶就不再需要單獨設計記憶體架構與介面、元器件選型與認證、原理圖佈局與設計、電源與訊號完整性分析、板級驗證等環節,直接開始裝置層面的設計,從而大大縮短設計週期,最多可達幾個月之久,可將產品快速推向市場,搶佔先機。
第二代AMD Versal Premium MoP的另一個突出優勢就是經久耐用。
它支援-40℃到110℃的工業級寬溫範圍,可適應苛刻的環境,隨時兼顧性能與可靠性。
通過採用JEDEC標準相容的LPDDR5X記憶體元件,生命週期更是長達15年之久,可以大大降低記憶體供應、價格波動的風險,客戶在供應方面完全放心。
同時,得益於MoP整合封裝,安全性方面也得到了很大的提升,因為外部攻擊無法深入到記憶體介面。
PCIe完整性和資料加密(IDE)作為PCIe 6.0的核心新特性之一,通過在鏈路層對傳輸中的資料進行保護,幫助抵禦物理攻擊。
整合控製器中的DDR記憶體加密功能,無需佔用可程式設計邏輯資源,即可幫助保護靜態資料。
硬化400G高速加密引擎,支援高頻寬安全處理,可以在不犧牲吞吐量的前提下增強安全性。
這些都是第二代AMD Versal Premium MoP非常適合的應用領域。
比如音視訊與廣播,它可以實現高密度的視訊處理,提供足夠高的頻寬,具體包括多通道視訊、即時AI視訊、IP交換與ST 2110、攝像與成像等。
再比如測試與測量,可以完美適配標準的3U PXI的機箱,而且這個領域的客戶非常注重快速的產品上市時間,因為競爭非常激烈。
同時,該領域的客戶非常看好下一代連接技術,收發器搭配雙PCIe 6.0 x8,可以打造面向未來的測試平台,還有PXI/PXIe儀器、無線測試儀、示波器與分析儀、訊號生成和任意波形發生器(AWG)等等。
第二代AMD Versal Premium MoP將在2026年第四季度推出樣片,2027年第三季度量產供貨。
非MoP標準版速度更快,現已推出樣片,2026年第四季度就能量產供貨。
軟資源方面,相關早期文件現已推出,MoP、非MoP版本的SoC晶片是一致的,所以早期文件也很多都是通用的。
Vivado工具現在已提供非MoP版本的Beta2測試版,2026年第三季度將會推出MoP版本的正式版。 (驅動之家)
