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超级战舰-原创Achronix推全新7nmFPGA,首度支撑GDDR6高带宽存储

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智东西(大众号:zhidxcom)文 | 心缘

智东西5月22日报导,今日,美国eFPGA IP企业Achronix半导体公司在京发布其全新Speedster7t FPGA系列产品,依据一种高度优化的全新架构,选用台积电7nm FinFET工艺制作,首要针对AI/ML、高带宽数据、网络处理等方面加快。

FPGA即现场可编程逻辑阵列,特点是通用性,能够依照规划者的需求进行灵敏编程,比专用芯片(ASIC)愈加灵敏。在数据中心,FPGA作为代替GPU、ASIC的另一种计划正得到越来越多的运用。

和其他FPGA供货商不同的是,Achronix是仅有一家既供给独立FPGA芯片,又供给Speedcore嵌入式FPGA(eFPGA)IP的半导体公司。

Achronix公司董事长兼首席执行官Robert Blake、亚太区总经理罗炜亮及我国区搭档来到现场,介绍该公司改造的FPGA产品以及在我国商场的最新进展和战略。

据Robert Blake介绍,该产品具有针对高带宽和AI/ML运用进行优化的全新机器学习处理器(MLP),以及革命性的新式二维片上网络2D NOC,将FPGA与ASIC的布线结构和核算引擎结合,能供给与ASIC千篇一律的功用、可简化规划的FPGA灵敏性和增强功用,远超传统的FPGA处理计划。

此外,Achronix将在本年第四季度供给相应的评价器材和加快卡。

Achronix着眼于处理高功用核算、网络存储加快、超高带宽网络处理、机器学习等运用面临的应战,供给的产品包含可编程的FPGA结构、具有硬连线体系级模块的分立式高功用和高密度FPGA、数据中心和HPC硬件加快器板,以及支撑一切Achronix产品的EDA软件。

该公司总部坐落美国加利福尼亚州圣克拉拉市,在美国、欧洲和我国都设有出售办公室和代表处,在印度班加罗尔设有一间研制和规划办公室。

Archronix现在有三个产品系列:独立芯片,嵌入式FPGA内核,和客户的芯片进行组合封装。

新发布的Speedster7t FPGA系列产品专为高带宽数据加快和AI/ML而规划,具有一个革命性的全新二维片上网络(2D NoC),以及一个高密度全新机器学习处理器(MLP)模块阵列,高效进步运算才能。

Achronix公司董事长兼首席执行官Robert Blake表明,Speedster7t是Achronix史上最令人激动的发布,代表了建立在4个架构代系的硬件和软件开发基础上的立异和沉淀。Speedster 7t是灵敏的FPGA技能与ASIC中心功率的交融,供给了一个全新的“FPGA+”芯片品类,可将高功用技能的极限大大进步。

Achronix工程团队从头构想了整个FPGA架构,以平衡片上处理、互连和外部输入输出接口(I/O),以完成数据密集型运用吞吐量最大化,运用场景包含高功用AI/ML运用、数据中心的边际核算、网络处理、5G网络处理、存储、IP授权技能。

Speedster7t FPGA系列产品阅历3年研制,选用台积电7nm FinFET工艺制作,以接纳来自多个高速来历的许多数据而规划,一起还需将数据分发到可编程片上算法性和处理单元中,然后以均或许低的推迟来供给那些成果。

新一代FPGA产品还包含高带宽GDDR6接口、400G以太网端口和PCl Express Gen5等接口,一切单元互连已供给ASIC级带宽,一起保存FPGA的可编程性。

详细来看,Speedster7t FPGA有六大优势,包含立异的机器学习处理器(MLP)、高带宽片上网络(NOC)以及第一个支撑GDDR6高带宽存储器超级战舰-原创Achronix推全新7nmFPGA,首度支撑GDDR6高带宽存储等。

1、对核算功用高度优化

Speedster7t FPGA的中心是全新机器学习处理器(MLP)中大规划的可编程核算单元平行阵列,可供给业界最高的、依据FPGA的核算密度,每个乘累加单元支撑最多32个乘法器。

MLP是高度可装备、核算密集型的单元模块,内嵌缓存,可支撑4到24位的整点格局和高效的浮点形式,包含对TensorFlow的16位格局的支撑,以及可使每个MLP的核算引擎加倍的增压块浮点格局的直接支撑。

MLP与嵌入式存储器模块严密相邻,经过消除传统规划中与FPGA布线相关的推迟,来保证以750MHz的最高功用将数据传送到MLP。

这种高密度核算与高功用数据传输的结构使得处理器逻辑阵列能供给依据FPGA的最高可用核算才能以每秒万亿次运算量数量为单位(TOPS)。

2、世界级带宽

高功用核算和机器学习体系的另一关键是高片外存储器带宽,以为多个数据流供给存储源和缓冲。

Speedster7t FPGA是第一个也是当时仅有支撑GDDR6高带宽存储器的FPGA,GDDR6是具有最高带宽的外部存储器材,每个GDDR6存储控制器能支撑512Gbps的带宽。

比较依据HBM的FPGA,选用GDDR6的FPGA计划本钱低了一半,而且愈加灵敏,答应客户挑选不同容量和带宽。

别的,Robert Blake在承受采访时弥补说,做这种高带宽存储FPGA计划,Achronix在业界的本钱是最低的。

Speedster7t FPGA器材中含多达8个GDDR6控制器,可支撑4 Tbps的GDDR6累加带宽,并以很小的本钱可供给与依据FPGA等效存储带宽。

美光已携手Achronix去完成全球第一个面向高带超级战舰-原创Achronix推全新7nmFPGA,首度支撑GDDR6高带宽存储宽存储需求而直接加载了GDDR6的FPGA产品。

美光核算与联网业务部营销副总裁Mal Humphrey以为,这种立异的可扩展处理计划,将推进AI范畴的差异化,其间异构核算可选计划和高功用的存储是加快取得数据内在的必需部分。

3、高速接口

此外,Speedster7t FPGA还包含业界最高功用的接口端口,以支撑极高带宽的数据流,能支撑极高带宽的数据流。

Speedster7t FPGA器材具有72个业界最高功用的婚姻法财产分割SerDes,可到达1到112 GBps的速度。其前向纠错(FEC)的硬件400G以太网MAC,支撑4x100G和8x50G的装备,每个控制器有8或16个通道的硬件PCI Express Gen5控制器。

4、高带宽片上网络(NOC)

Speedster7t架构包含一个可横跨和笔直跨过FPGA逻辑阵列的立异性高带宽的二维片上网络(NOC),它们连接到一切FPGA的高速数据和存储接口,就像叠加在FPGA互连这个城市大街体系上的空中高速公路网络相同,可完成高效的数据移动。

Speedster7t的NOC支撑片上处理引擎间所需的高带宽通讯,其间每一行或每一列都可作为两个256位完成,单向的、行业标准的AXI通道,作业频率为2Ghz,一起可为每个方向供给512Gbps的数据流量。

NOC使得Speedster极大简化了高速数据移动,保证数据流能够轻松定向到整个FPGA结构超级战舰-原创Achronix推全新7nmFPGA,首度支撑GDDR6高带宽存储中的任何自定义处理引擎,一起不需求运用任何FPGA内部资源。

此外,NOC消除了传统FPGA运用可编程路由和逻辑查找表资源在整个FPGA中移动数据流中出现的拥塞和功用瓶颈。该高功用网络不只能够进步Speedster7t FPGA的总带宽总量,还能在下降功耗的一起进步有用LUT容量。

当被问及和竞争对手NOC的差异点时,Robert Blake表明,其NOC或许比竞争对手的速度快10倍。

5、安全防护功用

据悉,Speedster7t FPGA选用最先进的比特流安全维护功用,具有多层防御才能,可维护比特流的保密性和完整性,足以有用应对第三方进犯。

密钥依据防篡改物理不行克隆技能(PUF)进行加密,比特流由256位的AES-GCM加密算法进行加密和验证。

为避免来自旁侧信道的进犯,比特流被分段,每个数据段运用独自处处的密钥,且解密硬件选用差分功率剖析(DPA)计数器办法。

除此之外,2084位RSA公钥认证协议被用来激活解密和认证硬件。用户可坚信当他们加载安全比特流时,它是预期的装备,由于它现已经过RSA公钥、AES-GCM私钥和CRC校验进行了身份验证。

6、经验证的、可向低本钱ASIC转化的途径

Speedcore eFPGA IP中选用了与Speedster 7t FPGA中运用同一种技能,可支撑从Speedster7t FPGA到AS超级战舰-原创Achronix推全新7nmFPGA,首度支撑GDDR6高带宽存储IC的无缝转化。

对ASIC的转化而言,固定功用可被固化到ASIC结构中,然后减小芯片面积、本钱和功耗。

当运用Speedcor eFPGA IP将Speedster7t FPGA转化为ASIC,客户有望节约50%的功耗,并下降90%的本钱。

Speedster7t FPGA器材的巨细规模为从363K至2.6M的6输入查找表(LUT),现已可供给支撑一切Achronix产品的ACE规划东西,可支撑包含Speedcore eFPGA和Speedchip FPGA多晶粒封装芯片(Chipset)。

第一批用于评价的器材和开发板将于2019年第四季度供给。

依据Robert Blake的说法,Achronix是家小公司,不会像竞争对手那样做许多不同品类的产品,而是会依照客户需求,在高端范畴供给分立式FPGA,一起为需求低本钱的客户供给高功用FPGA IP的授权。

别的,Achronix的FPGA选用单一架构而非异构,这样客户能够用自己的CPU和Achronix的FPGA别离完成部分功用。

据研究机构Semico Research的猜测,FPGA在AI运用方面的商场规划将出现高速增加,在未来4年增加3倍,到达52亿美元。

FPGA商场长时间由赛灵思和英特尔Altera两大巨子占有大部分商场,跟着AI、大数据的快速迸发,以FPGA两大巨子为代表的FPGA供货商们均开端在新的运用场景找到商场空间。

比较传统FPGA,越来越多的ASIC技能正交融到FPGA中,比方Speedster7t FPGA器材中的MLP、NOC都是用ASIC技能来完成的。经过交融的FPGA比本来的FPGA能供给更高的功用和更低的功耗。

面临未来的增量商场,FPGA范畴的玩家正在经过对工艺技能、架构规划、数据移动、安全防护等方向的立异,为AI、5G、物联网、自动驾驶等快速改变的新式商场供给更多的硬件挑选。

智东西

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