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    Hot Chips 2023 :進一步揭露世界最大FPGA技術細節

    2023-09-14 11:21:42 EETOP

    來源:科技新報(臺)  作者:癡漢水球

    AMD在2022年2月14日,完成收購FPGA第一大廠賽靈思(Xilinx),價值約500億美元(原先估值350億美元,被AMD股價上漲推高),創下芯片產業的交易紀錄。因為FPGA可編程的特性,使其具靈活性、可客制性、平行處理能力、易于升級等優勢。

    通過FPGA,芯片設計者能在芯片送交制造(Tape Out)前,先為即將完成的ASIC或系統單芯片(SoC)創建數位雙胞胎版本,有助于產品驗證,并提高開發軟件。人工智能蔚為風潮且相關技術快速翻新當下,FPGA更同時是AMD英特爾(2015年6月以167億美元收購全球第二大FPGA廠商Altera)AI產品布局的重要一環。

    AMD于今年 6月27日發布了世界最大的FPGA芯片Versal Premium VP1902,相較上一代賽靈思Virtex UltraScale+VU19P,增加了AI專用處理器Versal,所有性能規格指標都是兩倍起跳,并采用Chiplet設計,尺寸約為77×77毫米,擁有1,850萬個邏輯單元,以及控制平面操作的專用Arm 核心與協助調試的板載網絡。AMD預定第三季提供樣品給客戶,2024年初全面供貨。

    Hot Chips 2023(第 35 屆)進一步揭露 Versal Premium VP1902 技術細節,就讓我們仔細瞧瞧這顆「專為研發更大芯片誕生」的巨大 FPGA。

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    AMD開宗明義:現在就是 AI 時代,無論是 CPU、GPU 還是專用加速芯片,都要有 AI 能力。

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    ▲ VP1902 設計目的不是當單設備使用,更多以叢集部署,以協助芯片驗證和測試。模擬有數十億個晶體管的現代SoC相當耗費資源,依芯片大小和復雜性,可能需要跨越多個機架、數十甚至數百個FPGA。

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    ▲ 因為FPGA 電路密度遠不如原型設計的晶片,更大FPGA 容納更大晶片的設計邏輯,或FPGA 叢集放入更大規模設計。

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    ▲ 2019 年 Hot Chips,賽靈思發表 Virtex UltraScale+ VU19P,今年 Versal Premium VP1902 規模則是兩倍。

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    ▲ 由四塊 Chiplet 組成的 Versal Premium VP1902 邏輯密度是前代兩倍,且 AI 專用處理器 Versal 加持后,可提升八倍除錯表現。

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    ▲ Versal Premium VP1902 各種性能指標約是上代產品兩倍。

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    ▲ Versal Premium VP1902 規格細節。

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    AMD 藉 Chiplet 技術「經濟的」擴大 FPGA 規模。

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    芯片連接與封裝方式,不僅需接合 Chiplet,且還需支持密集的高速 I/O。

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    ▲ 前代 Virtex UltraScale+ VU19P 的 Chiplet 配置方式。

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    ▲ 前代 Virtex UltraScale+ VU19P「又長又寬」配置導致難以擴展 I/O。

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    ▲ 所以這次從1×4改為2×2,更能平衡Chiplet間的延遲。

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    ▲ 2×2 Chiplet 亦能減少 40% 導線長度。

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    ▲ 因此 AMD 這次才能打造如此巨大的 FPGA。

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    ▲ 一顆 FPGA不夠,可以來第二顆。

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    ▲ 結合更新 7 納米制程、兩倍規模、2×2 Chiplet 排列、可程式化芯片內網路。

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    ▲ 四顆 VP1902 可比八顆 VU19P 有更高密度和更簡單系統設計。

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    ▲ I/O 接口性能。

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    FPGA 讀回性能。

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    ▲ 經Versal加持,達八倍除錯效率。

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    ▲ 八倍效率差距就是這樣來的。

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    ▲ 軟件串列掃描鏈(Scan Chain)的效能提升。

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    ▲ 多層分區流程可更快速布局和布線。

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    ▲ 經過17年發展,賽靈思最新FPGA成為AMD第六代設計模擬裝置。

    這堪稱本屆 Hot Chips 罕見的完整簡報,內容鉅細靡遺,AMD 變相對「靠設計芯片過日子的潛在受眾」做了整整 30 分鐘廣告,但 AMD 也表示,這些 FPGA 也非常適合固件開發和測試、驗證 IP 區塊和原型開發用。既然AMD都放出世界最巨大FPGA,接著我們就期待手握Altera的英特爾會如何出招吧。


    關鍵詞: HotChips AMD 賽靈思 xilinx

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