以更小尺寸提供更大内存:AMD正式发布第二代AMD Versal Premium MoP

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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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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