AMD发布第二代Versal Premium自适应SoC：首发支持PCIe 6.0、CXL 3.1
快科技讯11月13日AMD宣布推出第二代Versal Premium系列自适应SoC芯片，为各种工作负载提供最高水平的系统加速，也是FPGA行业内首款在硬IP中支持CXL 3.1协议、PCIe 6.0总线、LPDDR5内存的器件。新品主要有三大方面创新：一是加速主机连接，二是释放更多内存，三是加强数据安全。
得益于新一代的传输接口和内存，第二代AMD Versal Premium系列可以快速高效地在处理器和加速器之间访问和迁移数据。
特别是CXL 3.1和LPDDR5可以更快地释放更多内存，以满足数据中心、通信、测试测量等领域日益增长的实时处理和存储需求。
该产品非常适合数据密集型的高带宽应用，如通信领域的6G RAN加速AI、城域/核心交通、数据中心互联、安防设备、数据中心领域的计算加速、定制化AI网络、计算存储、企业-测量领域的SSD级、测试和PCIe 7.0分析仪、摄像头/传感器测试仪、无线测试仪、存储/CXL测试仪等。
通过更好地管理系统内存，第二代AMD Versal Premium系列可以提供强大的计算助力，这正是现在AI模型和各种数据集成最需要的。
众所周知，这是一个数据爆炸的时代。尤其是在人工智能的推动下，海量数据进一步激发了对更多带宽和更高效传输的需求。与此同时，数据安全问题也更加突出。
内存存储是数据传输连接的关键部分。从分析数据来看，DDR5内存的出货量今年将第一次超越DDR4，成为真正的市场主流，下一代DDR6也有望在2027年出现。CXL是数据中心的发展重点。 CXL互联内存规模预计2024年至2029年复合年增长率高达212%，远超传统系统内存和显存。
今年，大约一半的服务器将支持CXL，预计到2028-2029 年支持率将达到99%。
第二代AMD Versal Premium系列就是为此而生，通过更快的主机连接、更快更大的内存以及更连贯的接口来满足杨晔的开发需求。
既然有第二代AMD Versal Premium系列，自然就有第一代，已经生产一年了。
第二代产品完整继承、复用了第一代的几乎所有设计，并针对I/O、收发器、内存存储、主机接口都做了升级创新。这种基于量产验证和扩容升级的开发模式，可以降低集成新架构模块的风险，保证新产品的快速开发和部署。
同时，制造工艺从第一代的7纳米升级到了6纳米。但需要注意的是，第二代AMD Versal Premium系列不会直接取代第一代，而是并存，满足不同需求的用户。
此处列出了第二代AMD Versal Premium系列的主要创新。主机接口、内存和安全性是重点，稍后会详细介绍。
注重DSP计算密度，实现更高的每平方毫米DSP计算能力（即性能密度）。
它还推出了一款新的收发器，支持非常广泛的协议，涵盖低至1.25Gbps 和高达128Gbps 的线路速度。
另外，在I/O方面，增加了对高速MIPI C-PHY 10Gbps和D-PHY 4.5Gbps接口的支持。
从内部架构分布图可以看出，其搭载的是两个ARM Cortex-A72应用处理器核心、两个ARM Cortex-R5F实时处理器核心。。网络IP部分非常丰富，集成了100G多速率以太网核心、600G以太网核心、400G高速加密引擎。
PCIe 6.0标准早在2022年初就正式发布，但距离商用还需要一段时间。第二代AMD Versal Premium已经率先引入支持。
它集成了两个可配置协议模块(CPM6)，支持双路PCIe 6.0 x8连接，并具备CXL，每一路的单向带宽都高达64GB/s，双向则是128GB/s。PCIe 6.0可作为加速器与主机之间的高性能连接通道，满足枚举时间要求。
GTM2收发器也是一个重要的新功能。它可以与第一代产品上的两种收发器GTM和GTM1结合使用，灵活满足不同的需求。
GTM2支持的数据速率非常广泛，可以从1.25Gbps到128Gbps，同时支持NRZ、PAM4编码，效率最高可达7pJ/bit。同时AMD保留了开发者非常熟悉的设计流程，使得GTM2可以轻松使用，并保证整个流程的可靠性。
AMD这次升级支持了新一代高速内存DDR5-6400、LPDDR5X-8533，对比上代支持的DDR4-3200、LPDDR4X-4266，速率和带宽都翻了一番之多，同时功耗下降了多达20-30。安全方面也大大增强。 DDR5和LPDDR5X均内置ECC和AES-XTS安全加密，可以大大增强数据传输过程中的安全性。
CXL 3.1存储器扩展模块也是非常关键的一点，专门针对CXL 3.1规范设计的存储接口，可以和各家供应商的DRAM实现兼容。例如，使用LPDDR5X内存可以实现最大256位8.5Gbps的带宽，而使用两个8x CXL连接可以实现64 Gb/s的带宽。
通过这样的结构，外部存储器的带宽可以超过500Gbps。
网络方面，第二代AMD Versal Premium具备全球唯一基于灵活应变平台的400G高速加密引擎，线速吞吐量最高达800Gbps。还拥有AES-GCM-128/256加解密安全引擎，安全方面，全面支持MACsec和IPsec。
说到安全，数据安全在不断变化的安全环境中变得越来越重要。
第二代AMD Versal Premium 提供全套的PCIe IDE(主机接口)、高速加密引擎、DDR内联加密与ECC技术，使数据无论在静止、传输还是使用中都非常安全。
特别值得一提的是，PCIe等AMD Versal Premium自适应SoC与AMD EPYC CPU之间能够形成非常好的协同。可以提供两者之间的高性能连接，可用于卸载计算、网络和存储工作负载。
例如，一个非常连贯的接口允许两者共享内存空间，从而减少搁置内存。
与PCIe IDE、内存加密等相结合，数据可以真正实现端到端安全。
接下来是一些应用示例。
CXL 3.1可以扩展和释放更多的内存，还可以提供高性能的内存接口。
尤其是CXL 3.1使用了新一代PCIe Gen 6，对比CXL 2.0可以实现两倍的带宽，还可以利用NUMA轻松与现有的软件集成。在运行模式上支持CXL.io、CXL.mem、CXL.cache。在设备模式方面，它可以用作内存控制器，也可以在主机模式下连接CXL扩展模块。
在用例方面，支持多主机单逻辑设备（MH-SLD）架构和系统可组合性。
许多客户会购买并部署GPU计算集群，但标准网络接口可能无法支持GPU的性能和灵活性。
第二代AMD Versal Premium 提供高带宽和灵活性，可以满足该应用的需求。
事实上，多年前的AMD Virtex UltraScale+和去年的第一代Versal Premium也都支持，但分别只保留了两个100G和两个200G。现在第二代AMD Versal Premium系列能够在单个网络适配器上支持两个400G接口。
在测试和测量领域，大家对于开发PCIe 7.0这样的器件非常感兴趣包括相关的分析仪、控制器和练习，但它需要128 Gbps 收发器。
这些应用非常注重芯片上的DSP引擎、内存带宽和其他接口能力，第二代AMD Versal Premium系列也支持这一点。
AMD 为所有Versal 设备提供统一的设计环境Vivado，并且随着每个版本的发布而变得更好，支持全系列产品。
第二代AMD Versal Premium系列产品分为四款不同型号，规格不同。
例如，逻辑单元数量从超过140万个到超过320万个，DPS引擎数量从超过3300个到超过7600个，GTM2收发器数量从32个到72个，片上存储器、100G/600G以太网MAC、400G高速加密引擎、LDPC解码器等也各有不同。
它们的共同点是都有双核A72（48+32KB L1/1MB L2）、双核R5F（32+32KB L1）和256KB片上存储。
第二代AMD Versal Premium系列已向开发者提供了早期文档，将在第四季度提供功耗估算工具，并将在明年下半年提供AMD Vivado工具支持。
2026年上半年提供芯片样片、开发套件，2026年年中正式投入量产。AMD 继续为长达15年提供生命周期支持。
