6月30日,AMD正式发布第二代AMD Versal Premium MoP(封装上内存)。AMD自适应和嵌入式计算事业部高级产品管理经理Mike Rather介绍说,第二代AMD Versal Premium MoP融入了大量第二代Versal Premium已经经过认证的元素,可以减少数据板的尺寸,降低复杂性,同时还可以加快上市时间。
除了集成DDR5以及LPDDR5X存储器功能,第二代Versal Premium自适应SoC系列还引入了增强的收发器架构,以及全面支持PCIe Gen6、CXL 3.1。
AMD Versal Premium MoP问世背景
当前AI市场最热门的话题,莫过于其应用加速与市场规模的快速增长,引发对内存和算力需求的强劲攀升,对应着存储产品价格的持续上涨。
在高性能解决方案领域,更智能、更小巧的发展趋势在很大程度上左右着嵌入式系统应用。智能化的嵌入式系统需要更多内存来支撑其复杂功能,包括更快的网络与数据包处理、高带宽的RF信号处理,更高分辨率的视频与成像以及AI大模型的应用。因此,嵌入式系统必须提供足够的内存和带宽来支持工作负载。同时,很多嵌入式应用的寿命需求比数据中心的应用还要长,并且运行在各种严酷的环境中,所以必须提供更宽泛的工作温度范围。
性能、容量、生命周期和环境成为用户选择嵌入式系统时要考虑的四大因素。
化解上述挑战,传统的方法主要是采用高带宽内存(HBM)。早在2018年,AMD就推出了结合内存和可编程逻辑器的Virtex UltraScale HBM FPGA,提供16GB内存和400GB/s带宽;2022年又推出了Versal HBM自适应SoC,实现了容量和带宽的翻番。虽然HBM是当前缓解AI算力“内存墙”瓶颈的最优解,但受限于物理工艺、制造成本及架构设计,加上HBM很大程度上局限于数据中心应用,无法支持10至15年的生命周期,更无法在0℃以下获得认证,其局限性也日益凸显。
为此,AMD开始另辟蹊径,决定以占用更少空间的方式同时扩展内存。

从AMD Versal Premium、第二代Versal Premium到第二代Versal Premium MoP:在成熟基础上叠加创新
这次推出的第二代AMD Versal Premium MoP就是AMD应对上述挑战的创新成果。
AMD Versal Premium MoP的性能特点
无疑,第二代AMD Versal Premium MoP基于第二代Versal Premium,绝大部分第二代的Versal Premium IP以及封装上内存的IP都已经在量产多年的Versal Premium平台上获得了验证。

第二代Versal Premium MoP视觉图
根据第二代Versal Premium MoP视觉图可以看到,第二代Versal Premium MoP顶端是第二代Versal Premium芯片,下有四个LPDDR5X组件,底部为0.4毫米的间距。

高性能解决方案,更智能、更小巧
第二代AMD Versal Premium MoP以更智能、更小尺寸服务高性能解决方案,其面积节省超过60%,因而支持PCIe及其他小型化的外形尺寸,包括半高半长的外形尺寸,且它能够帮助客户直接从电路板进行开发,节省数月的开发工作,加速产品上市。

有效帮助客户加快产品上市
第二代AMD Versal Premium MoP是如何帮助客户加快产品上市的?上图中,上方条状是使用外部的内存接口所需要完成的所有任务。Mike表示,第二代Versal Premium MoP跳过了元器件选型与认证、原理图布局与设计、电源与信号完整性分析、板级验证等等环节,直接进入创新环节。第二代Versal Premium MoP以JEDEC兼容的LPDDR5X组件构建,拥有从-40℃到110℃的超宽温度范围,支持15年以上的生命周期,还可以使用自己的供应保障流程。因为采用封装方式,外界无法深入到内存接口,有效减少物理攻击面,安全性也得到很大提升。

与HBM对比,MOP的优势
上图中,左边传统HBM方法使用的是SSIT或者是晶圆基板芯片的连接方式(即FPGA芯片和HBM中间用中介层来连接);右边第二代Versal Premium MoP并没有使用中介层,它用内生基板直接将单个FPGA芯片与兼容JEDCE LPDDR5X连接,制造更加简单、更易于扩展,而且还有供应链的优势。LPDDR5X组件0.4毫米的间距使得密度更大,0.92毫米的间距更是简化了用户的电路板操作。
目标和应用市场
凭借带宽、节省的板级面积、生命周期等方面的优势,第二代Versal Premium MoP很受市场青睐,AMD正在与多家客户在音视频与广播、网络与通信、数据中心以及测试与测量展开合作和应用。
面向广播与专业的音视频应用,第二代Versal Premium MoP能够实现高密度的视频处理,并按需要实现确定性的实时性能,简化设计与快速上市。具体应用于多通道视频、实时AI视频、IP交换与ST 2110以及摄像与成像领域。
在测试与测量领域也有非常广泛的应用,例如紧凑型的PXI,它能够完美地适配标准3U PXI的机箱,鉴于该领域市场竞争已经白热化,客户尤其注重迅速的上市时间,下一代的连接技术因收发器搭配双PCIe Gen6 ×8,可以打造面向未来测试平台也成为用户期待,具体应用领域包括PXI/PXIe仪器、无线测试仪、示波器与分析仪以及信号生成和任意波形发生器(AWG)。
第二代AMD Versal Premium系列及高端内存选项产品阵容
6月30日还一同介绍了第二代AMD Versal Premium系列更多详情。
Mike以SVA 3224举例介绍说,其封装最大化了RDIMM的连接能力,支持4个RDIMM的连接。每款器件均新增第三个PCIe控制器,作为对原有在CPM6中两个PCIe 6.0×8控制器的补充,与其他Versal器件IP的延续性可帮助开发者更好地实现设计迁移。
第二代Versal Premium已经出货,最高密度的2VP3602器件也正在送样,支持抢先体验。

第二代Versal Premium高端内存选项产品阵容
第二代Versal Premium高端内存三款产品,分别是两款搭载了DDR5、LPDDR5X的非封装上内存芯片,以及封装了LPDDR5X的MoP。三款产品均具备高带宽、低功耗与高密度集成能力。
其中,搭载DDR5的第二代Versal Premium用4个RDIMM实现了512 GB以上带宽,传输速率可达6400Mbps,搭载了LPDDR5X的第二代Versal Premium带宽高达270GBps、传输速率可达8533Mbps,二者均可以使用焊接固定的选项来增加灵活性;采用叠层封装、外形尺寸最小的第二代Versal Premium MoP实现了高达9000 Mbps的传输速率以及最高至288GBps的带宽。
第二代Versal Premium的早期文档也已推出,同样适应于第二代Versal Premium MoP。另外,AMD还提供了工具的支持。
目前,非MOP芯片样片已推出;MOP在今年第三季度推出软件支持、第四季度实现样片供货;今年第四季度非MoP的量产供货,MoP将于2027年第三季度量产供货。
稳居自适应计算平台上的技术领先地位
Mike认为,内存的集成至关重要,因为更智能的应用需要更多的内存、沉浸式的体验需要最佳的外形尺寸,这使得业界对嵌入式产品的创新永不止步,AMD更是在这个领域拔得头筹——当第二代AMD Versal Premium MoP能够在更小的空间内实现更高的内存带宽,帮助用户更快地进入市场,而且长达15年的经久耐用时间等,都证明了AMD无愧于“封装上内存”领域“行业引领者”与“技术定义者”地位的称号。
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