在現(xiàn)代計算領域，數(shù)據(jù)量的激增、帶寬需求的提升以及傳輸效率的優(yōu)化，正在推動存儲與主機連接技術的迅速發(fā)展，安全威脅也因此日益加劇。人工智能（AI）的快速普及進一步加速了這一趨勢，對計算架構提出了前所未有的嚴苛要求。

而在計算架構的演進過程中，內存和存儲標準和技術也在不斷發(fā)展。DDR5已成為主流DRAM標準，預計將在未來幾年繼續(xù)主導市場。同時，CXL（Compute Express Link）作為連接存儲與主機的創(chuàng)新技術，正以212%的年均復合增長率快速普及。如今，約半數(shù)服務器已支持CXL技術，預計到2029年這一比例將接近100%，大大增強了數(shù)據(jù)中心的內存擴展能力與資源共享靈活性。

為更好地滿足高數(shù)據(jù)量、高帶寬和低延遲的計算需求，AMD重磅推出了第二代AMD Versal? Premium系列。該系列基于最新的技術架構，支持PCIe Gen6、LPDDR5X和CXL 3.0等前沿連接技術，專為數(shù)據(jù)密集型和計算密集型應用設計，為高性能計算和智能應用提供了堅實的技術支柱，推動行業(yè)邁向更高效、更智能的未來。

近日AMD召開了第二代AMD Versal? Premium系列自適應SoC的新品發(fā)布會，AMD自適應與嵌入式計算事業(yè)部( AECG) Versal產品營銷總監(jiān)Manuel Uhm，AMD自適應和嵌入式計算事業(yè)部( AECG) 高級產品線經理Mike Rather兩位發(fā)言人進行了精彩的分享。

據(jù)悉，第二代AMD Versal Premium系列產品是基于已經生產一年的第一代產品，在其極限硬IP的基礎上進行了進一步的新標準和技術擴充，尤其是在針對I/O、收發(fā)器以及存儲/內存的控制器、主機的接口方面，AMD都帶來了一系列創(chuàng)新。

透過對PCIe Gen 6規(guī)范，以及CXL3.1規(guī)范，第二代進一步加速了主機連接；用LPDDR5X和DDR5以及CXL存儲器擴展模塊，更快地釋放更多內存。同時也通過IDE、DDR加密和400G的高速加密引擎來確保了各種用例中的數(shù)據(jù)安全性。

Manuel表示，第一代Versal Premium系列產品更多關注的是加速網(wǎng)絡，在高安全性、高通量和帶寬的情況下加速網(wǎng)絡。而隨著大語言模型的興起，數(shù)據(jù)中心需要更多的內存來支持。因此第二代中增加了CXL內存的分享和池化的技術。

“第二代AMD Versal? Premium最好的理解就是它是在助力計算，主要是通過更好地來管理系統(tǒng)的內存，因為這方面正是現(xiàn)在人工智能模型以及各種數(shù)據(jù)集成最需要的?！盡anuel解釋到。同時他也強調，第二代是為了適配新的應用，而非取代第一代。Mike也補充道，兩者目標市場會有一定重合，但兩代產品將會是同時進行推廣。

加速主機連接：高端應用的性能躍升與資源優(yōu)化之道

加速主機連接在高端應用中至關重要，它為數(shù)據(jù)密集型和計算密集型任務提供了更高的帶寬和更低的延遲，從而滿足AI訓練、大數(shù)據(jù)分析、5G通信、自動駕駛等場景的苛刻需求。高速連接如PCIe Gen6和CXL 3.1，使主機與加速器之間的數(shù)據(jù)傳輸更加順暢，有效減少數(shù)據(jù)搬運的瓶頸，支持多種加速器的異構計算，提升系統(tǒng)的資源利用率和能效。此外，CXL協(xié)議還允許內存共享，提升計算資源的靈活性；硬件級的加密模塊則保障了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。因此，加速主機連接技術不僅提高了高端應用的性能和實時性，也為數(shù)據(jù)安全和資源優(yōu)化提供了有力支持，成為數(shù)據(jù)中心、云計算等領域不可或缺的基礎。

據(jù)悉，AMD Versal? Premium自適應SoC與AMD EPYC? CPU之間能夠實現(xiàn)深度協(xié)同，通過PCIe Express接口構建起高效的數(shù)據(jù)通道，為計算、網(wǎng)絡和存儲任務的卸載提供卓越的性能支持。借助這一高速連接，Versal Premium與EPYC處理器實現(xiàn)了流暢的內存空間共享，減少了內存冗余的占用，從而提高了資源利用效率。此外，PCIe IDE和DRAM加密技術為整個數(shù)據(jù)傳輸過程提供了端到端的安全保障，確保數(shù)據(jù)的完整性與保密性，滿足高安全性需求的應用場景。

值得一提的是，在第二代AMD Versal Premium系列中，創(chuàng)新性的GTM2收發(fā)器為系統(tǒng)性能再添助力。GTM2集成了上一代產品中的GTM和GTM1收發(fā)器，支持1.25 Gb/s至128 Gb/s的廣泛數(shù)據(jù)速率，并兼容NRZ與PAM4編碼格式。與此同時，GTM2延續(xù)了上一代成熟的設計流程，使開發(fā)者能夠輕松上手，并在系統(tǒng)的各個階段確保高度的可靠性。這一新型收發(fā)器的引入，進一步強化了Versal Premium的高速數(shù)據(jù)傳輸能力，為開發(fā)者帶來了可靠、靈活且強大的解決方案。

解鎖更多內存：升級到DDR5/LPDDR5X，支持CXL® 3.1拓展

在內存方面，第二代AMD Versal? Premium系列實現(xiàn)了對DDR5和LPDDR5的支持，因此數(shù)據(jù)速率達到了第一代產品DDR4和LPDDR4的兩倍。此外，與DDR4和LPDDR4相比，DDR5和LPDDR5的功耗降低了20%到30%。為了進一步保障內存安全，在第二代Versal Premium還增加了硬內聯(lián)ECC和加密功能。

同時，AMD還在新品中引入了支持CXL 3.1的存儲器擴展模塊，可以靈活擴展內存容量，并與多家DRAM供應商實現(xiàn)兼容。例如，使用LPDDR5X內存時可以實現(xiàn)高達256比特的傳輸帶寬，通過兩個8通道CXL連接，速率可達64 Gb/s，從外部存儲器獲取的帶寬超過500 Gb/s，為高效數(shù)據(jù)處理提供了強大的支持。

增強數(shù)據(jù)安全：端到端安全架構和400G高速加密引擎

AMD最新的Versal Premium系列通過端到端的數(shù)據(jù)安全機制，實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)傳輸、存儲和使用過程的全面保護。在傳輸過程中，PCIe IDE和高速加密引擎對數(shù)據(jù)進行加密，確保數(shù)據(jù)在公共或專用網(wǎng)絡中的安全傳輸；在靜態(tài)存儲方面，DDR內聯(lián)加密與ECC技術為存儲中的非活動數(shù)據(jù)提供了有效的加密保護，防止數(shù)據(jù)被篡改或泄露；在數(shù)據(jù)使用過程中，通過RAM內存中的加密保障，確保數(shù)據(jù)在實時計算中不受攻擊。這一完整的端到端安全架構，滿足了現(xiàn)代高端應用對數(shù)據(jù)安全的嚴苛需求。

此外，Versal Premium系列的400G高速加密引擎為高帶寬和高安全性場景提供了強大的支持。該引擎具備高達800 Gb/s的吞吐量，采用AES-GCM-256/128算法進行加密和解密，并支持從40x10G到1x400G的多種通道配置，適應不同的網(wǎng)絡需求。同時，它還兼容MACsec和IPsec協(xié)議，其中MACsec適用于保護端到端或共享的以太網(wǎng)鏈路，常用于廣域網(wǎng)（WAN）和數(shù)據(jù)中心互聯(lián)（DCI）；IPsec則保障了IP網(wǎng)絡的連接安全，適用于VPN等場景。通過集成這些先進的安全技術，Versal Premium系列為數(shù)據(jù)中心、云計算和高性能網(wǎng)絡應用提供了靈活且可靠的安全解決方案。

高帶寬與靈活擴展，賦能大數(shù)據(jù)量及高級算密度場景

通過進一步提升了系統(tǒng)的帶寬、擴展性和靈活性，第二代AMD Versal? Premium系列更適用于大數(shù)據(jù)量以及高計算密度的應用場景，包括數(shù)據(jù)中心、通信、測試與測量等。

首先，該系列通過支持CXL 3.1協(xié)議，提供了強大的內存擴展和高性能內存接口。在數(shù)據(jù)中心，CXL內存池和單節(jié)點（如下圖中所示的多個機架）通過高帶寬的交換結構連接，實現(xiàn)了各機架之間的資源共享和統(tǒng)一管理。

CXL 3.1采用PCIe Gen6技術，與CXL 2.0相比，具備兩倍帶寬，并通過NUMA架構實現(xiàn)與現(xiàn)有軟件的輕松集成。Versal Premium在操作模式上支持CXL.io、CXL.mem和CXL.cache三種模式，提供全面的內存管理功能。在器件模式下，Versal Premium可以作為內存控制器運行，同時在主機模式下可連接CXL擴展模塊，以實現(xiàn)系統(tǒng)的靈活擴展。此外，Versal Premium還支持多主機單邏輯設備（MH-SLD）架構和系統(tǒng)可組合性，為多主機共享資源提供了硬件支持。

在高性能GPU集群與自適應網(wǎng)絡方面，第二代Versal Premium系列也展現(xiàn)了卓越的帶寬與靈活性。隨著越來越多的客戶購買并部署大規(guī)模GPU集群，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡接口往往難以滿足其性能與擴展需求。而第二代Versal Premium通過單個網(wǎng)絡適配器支持兩個400G接口，顯著提升了GPU集群的數(shù)據(jù)傳輸能力，確保其在復雜計算場景中的穩(wěn)定性與高效性。這一功能此前在Virtex UltraScale+和第一代Versal Premium中已有應用，而第二代Versal Premium在帶寬支持和集群靈活性上更進一步。

在測試與測量領域，第二代Versal Premium也有廣泛應用。隨著PCIe Gen7標準的開發(fā)逐步推進，分析器、控制器和練習器等相關測試設備需要支持高達128 Gb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，對收發(fā)器性能提出了極高要求。第二代Versal Premium不僅集成了高效的DSP引擎和內存帶寬，還支持多種重要的接口協(xié)議，包括C-PHY和D-PHY，滿足了測試設備制造商的嚴苛需求。這一架構設計使Versal Premium在支持先進協(xié)議和高帶寬測試需求方面具備獨特的優(yōu)勢，為下一代高速接口的開發(fā)與測試提供了理想的解決方案。

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據(jù)悉，第二代AMD Versal? Premium系列提供四種不同型號，邏輯單元從140萬到330萬不等，包含3300到7600個DSP引擎。并集成了片上內存、內存控制器、雙核A72應用處理器、雙核R5F實時處理器、32至72個GTM2收發(fā)器、PCIe和CXL支持模塊、100G和600G以太網(wǎng)MAC、400G高速加密引擎以及LDPC解碼器。該系列將于2024年第四季度推出功率估算工具，2025年下半年提供完整的Vivado工具，2026年上半年發(fā)布芯片樣片和開發(fā)套件，并在2026年中實現(xiàn)量產。