一個把FPGA玩出花來的公司

單看標(biāo)題，你是否能猜出這家公司來？昨天，這家公司又發(fā)布了一款新品，號稱業(yè)界最高端的FPGA。昨天，賽靈思（Xilinx）宣布推出Versal ACAP 產(chǎn)品組合第三大產(chǎn)品系列—— Versal Premium。一款號稱業(yè)界最高端的FPGA，具備高度集成且功耗優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)硬核，是業(yè)界帶寬最高、計算密度最高的自適應(yīng)平臺。

這里有個近兩年被賽靈思頻頻提及的詞匯“ACAP”（Adaptive Compute Acceleration Platform，自適應(yīng)計算加速平臺），并不像它的讀音“A-cup”那么平平無奇，實則非常有料，2018年3月19日剛推出那會，上任沒幾個月的賽靈思CEO Victor Peng就稱其為“技術(shù)顛覆”，是自賽靈思發(fā)明FPGA以來最卓越的工程成就。

此話不假，從賽靈思中國官網(wǎng)新聞稿對自己稱謂就可以看出。在推出ACAP前，自稱“All  Programmable技術(shù)和器件的全球領(lǐng)先企業(yè)賽靈思”，推出ACAP后，自稱“自適應(yīng)和智能計算的全球領(lǐng)先企業(yè)賽靈思”。小樣兒，換個馬甲就不是FPGA公司了？這神秘的ACAP為何讓賽靈思如此沉迷？

將FPGA玩出花來

1985年，賽靈思發(fā)明了FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）。自從發(fā)明FPGA之后，就像點了一根FPGA的呲花，到處綻放。

據(jù)不少媒體介紹賽靈思都喜歡引用這樣一句話，“賽靈思不僅是FPGA發(fā)明者，也是首個將FPGA和Arm集成到一起的企業(yè)；全球首款軟件/硬件可編程的SoC、全球首個2.5D的FPGA、全球首個ASIC增強型設(shè)計套件、首款異構(gòu)多處理器MPSoC和首款數(shù)字與模擬結(jié)合RFSoC的推出者。”

當(dāng)然，這哥們還推出過全球首款3D IC；去年8月推出了世界上最大容量的FPGA——Virtex UltraScale+ VU19P。再翻開其官網(wǎng)新聞欄，會發(fā)現(xiàn)各種“全球最快”、“業(yè)界首款”、“全球最高性能”……詞匯泛濫，沒轍，誰叫你是FPGA發(fā)明者，你說什么都對。

將FPGA玩的最深沉的方式，就是如此這般玩出花來，最后連自己都錘，比如ACAP。

在昨天的Versal Premium ACAP發(fā)布會上，賽靈思產(chǎn)品線營銷與管理高級總監(jiān)Sumit Shah就表示，“它將會達(dá)到最新一代FPGA帶寬的3倍?！碑?dāng)然，在介紹其優(yōu)勢時，賽靈思發(fā)言人用Versal Premium ACAP和自家FPGA比了又比，生怕大家不知道它在自錘。

賽靈思產(chǎn)品線營銷與管理高級總監(jiān)Sumit Shah

只要我顛覆自己的速度大于行業(yè)發(fā)展速度，你就看不出我在自錘，只看見我在創(chuàng)新。ACAP就是一種預(yù)判式的自錘。

當(dāng)初2018年3月，賽靈思稱ACAP是一款具有革命性意義的新型異構(gòu)計算器件，其功能遠(yuǎn)超傳統(tǒng)的 CPU、GPU和FPGA。從5、6年前，賽靈思就開始謀劃從器件到平臺的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。

CEO Victor Peng說，Versal ACAP 是賽靈思多年軟硬件投資及過去 35 年產(chǎn)品架構(gòu)全部知識的積累。Versal ACAP是一項重大的技術(shù)突破，它將面向所有應(yīng)用和各種開發(fā)者開啟一個異構(gòu)計算加速的新時代。2018年賽靈思就表示，ACAP 歷經(jīng)四年的研發(fā)，累積研發(fā)投資逾 10 億美元。

ACAP 的核心是新一代的 FPGA 架構(gòu)，結(jié)合了分布式存儲器與硬件可編程的 DSP 模塊、一個多核 SoC 以及一個或多個軟件可編程且同時又具備硬件自適應(yīng)性的計算引擎，并全部通過片上網(wǎng)絡(luò)（NoC）實現(xiàn)互聯(lián)。ACAP還擁有高度集成的可編程I/O功能，根據(jù)不同的器件型號這些功能從集成式硬件可編程存儲器控制器，到先進(jìn)的SerDes收發(fā)器技術(shù)，前沿的RF-ADC/DAC和集成式高帶寬存儲器（HBM）。

軟件開發(fā)人員將能夠利用 C/C++、OpenCL 和 Python 等軟件工具應(yīng)用 ACAP 系統(tǒng)。同時，ACAP也仍然能利用FPGA工具從RTL級進(jìn)行編程。

目前，算上昨天發(fā)布的Versal Premium，賽靈思已經(jīng)發(fā)布了三個系列的Versal ACAP，還有兩款去年6月19日開始面向客戶交付的Versal AI Core 和 Versal Prime 系列器件。

關(guān)于客戶反饋，賽靈思高端 ACAP 與 FPGA 高級產(chǎn)品線經(jīng)理Mike Thompson表示：“Versal AI Core和Versal Prime現(xiàn)在已經(jīng)是有幾百家客戶，反響非常好，而且在大家的支持下他們也希望我們能夠加速它的生產(chǎn)，Versal AI Core大概能夠提速2個季度，在今年的時候就能夠生產(chǎn)?！?

賽靈思高端 ACAP 與 FPGA 高級產(chǎn)品線經(jīng)理Mike Thompson

Versal Premium憑什么稱為旗艦級？

賽靈思大中華區(qū)銷售副總裁唐曉蕾（Maria Tang）稱Versal Premium是旗艦級產(chǎn)品，是Versal產(chǎn)品中高端的存在。具備高度集成且功耗優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)硬核，是業(yè)界帶寬最高、計算密度最高的自適應(yīng)平臺。據(jù)悉，其專為在散熱條件和空間受限的環(huán)境下運行最高帶寬網(wǎng)絡(luò)，以及那些需要可擴(kuò)展、靈活應(yīng)變應(yīng)用加速的云提供商而設(shè)計。

賽靈思大中華區(qū)銷售副總裁唐曉蕾（Maria Tang）

為什么這款產(chǎn)品能用這么多褒義詞，且瞄準(zhǔn)最高帶寬網(wǎng)絡(luò)以及云提供商？數(shù)據(jù)顯示，2019年區(qū)域流量容量提升了100倍，帶寬年復(fù)合增長率達(dá)到了51%。我們正處于來自多元化應(yīng)用與工作負(fù)載的數(shù)據(jù)爆炸性增長時代，核心網(wǎng)面臨巨大壓力。

資料顯示， Versal Premium 采用臺積電7nm工藝制程打造而成，融軟件可編程能力與動態(tài)可配置硬件加速、預(yù)制連接和安全功能為一體，能夠加快產(chǎn)品上市進(jìn)程。Versal Premium 系列可提供比當(dāng)前FPGA高達(dá)三倍的吞吐量，且內(nèi)置以太網(wǎng)、Interlaken 和加密引擎。

該系列提供了當(dāng)前部署主流FPGA兩倍的計算密度，同時還面向持續(xù)擴(kuò)展的多元化且不斷演進(jìn)的云工作負(fù)載及網(wǎng)絡(luò)工作負(fù)載，提供了靈活應(yīng)變的能力。

此外，通過網(wǎng)絡(luò)硬核IP的突破性集成，成就了單芯片 400G 和 800G 的解決方案。面向下一代網(wǎng)絡(luò)和云部署，Versal Premium 在軟件和硬件開發(fā)者皆可輕松編程的可擴(kuò)展平臺上，提供了出色的帶寬和計算密度，實現(xiàn)了加速功能的優(yōu)化并大幅降低了總擁有成本。

在賽靈思眼中，這是一款懟天懟地對空氣的產(chǎn)品，在圖像分類上，Versal Premium特斯拉 V100 GPU性能的1.6倍，是特斯拉T4 GPU的2.3倍，對象檢測上分別提高了4.6倍和7.7倍，自異常檢測（隨機(jī)森林算法）上是英特爾至強CPU的65倍。

片上存儲器帶寬與容量，能比GPU最高可以提升25倍。

在吞吐量這張對比圖上，柱形圖又高的夸張。

Versal Premium 系列提供了高達(dá)9Tb/s的可擴(kuò)展、自適應(yīng)串行帶寬。具體方法是將112G PAM4收發(fā)器與集成的網(wǎng)絡(luò)功能模塊用于核心網(wǎng)、城域網(wǎng)和數(shù)據(jù)中心互聯(lián)（DCI）基礎(chǔ)設(shè)施，將每端口帶寬密度提高兩倍，并降低時延高達(dá) 50%。

這種預(yù)制連接可實現(xiàn)安全的多太位以太網(wǎng)（ multi-terabit Ethernet ），靈活支持各種數(shù)據(jù)速率與協(xié)議。通道化以太網(wǎng)硬核能夠以最小占板空間提供高達(dá) 5Tb/s 的吞吐量，同時高速加密引擎可提供高達(dá) 1.6Tb/s 的加密線路速率吞吐量，并支持 AES-GCM-256/128、MACsec 和 IPsec 。

上面這些頎長的紅色柱形圖，讓人感受Versal Premium在性能上的壓抑感，難道就沒有對手了嗎？Sumit表示：“如果一定要對標(biāo)的話，那就是我們的競爭對手Angelix。但是這個比較也不是特別恰當(dāng)，首先Versal Premium集成規(guī)模和程度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于Angelix，而且Premium產(chǎn)品組合的范圍也比它廣得多?！痹僬f到工藝節(jié)點，賽靈思采用的7nm，似乎又讓英特爾10nm欲哭無淚。

供貨情況方面，Versal Premium 系列將于 2021 年上半年開始為早期用戶提供樣品。目前已提供文檔，客戶可立即使用 Versal Prime 評估套件開始原型設(shè)計。Versal Prime 器件與 Versal Premium 器件擁有眾多相同的架構(gòu)模塊，支持引腳遷移至 Versal Premium。

“賽靈思是FPGA、硬件可編程 SoC 及 ACAP 的發(fā)明者，旨在提供業(yè)界最具活力的處理器技術(shù)?！辟愳`思在官網(wǎng)簡介中如此描述自己，顯然單純說賽靈思是賣FPGA的公司有點片面，如果你嫌介紹長，可以簡單點說，對對，就是那個把FPGA玩出花來的公司。