世界最大FPGA芯片Versal Premium VP1902技术详解

第第页世界最大FPGA芯片VersalPremiumVP1902技术详解（AMD）在2022年2月14日，完成收购（FPGA）第一大厂（赛灵思）（Xilinx），价值约500亿美元（原先估值350亿美元，被AMD股价上涨推高），创下芯片产业的交易纪录。因为FPGA可（编程）的特性，使其具灵活性、可客制性、平行处理能力、易于升级等优势。

通过FPGA，（芯片）设计者能在芯片送交制造（TapeOut）前，先为即将完成的（ASIC）或系统单芯片（SoC）创建数位双胞胎版本，有助于（产品）验证，并提高开发软件。（人工智能）蔚为风潮且相关技术快速翻新当下，FPGA更同时是AMD和（英特尔）（2023年6月以167亿美元收购全球第二大FPGA（厂商）（Altera））（AI）产品布局的重要一环。AMD于今年6月27日发布了世界最大的FPGA芯片VersalPremiumVP1902，相较上一代赛灵思VirtexUltraScale+VU19P，增加了AI专用（处理器）Versal，所有性能（规格）指标都是两倍起跳，并采用Chiplet设计，尺寸约为77×77毫米，拥有1,850万个逻辑单元，以及控制平面操作的专用（Arm）核心与协助调试的板载（网络）。AMD预定第三季提供样品给客户，2024年初全面供货。

▲AMD开宗明义：现在就是AI时代，无论是（CPU）、（GPU）还是专用加速芯片，都要有AI能力。

▲VP1902设计目的不是当单设备使用，更多以丛集部署，以协助芯片验证和测试。（模拟）有数十亿个（晶体管）的现代SoC相当耗费资源，依芯片大小和复杂性，可能需要跨越多个机架、数十甚至数百个FPGA。

▲因为FPGA电路密度远不如原型设计的晶片，更大FPGA容纳更大晶片的设计逻辑，或FPGA丛集放入更大规模设计。

▲2023年HotChips，赛灵思发表VirtexUltraScale+VU19P，今年VersalPremiumVP1902规模则是两倍。

▲由四块Chiplet组成的VersalPremiumVP1902逻辑密度是前代两倍，且AI专用处理器Versal加持后，可提升八倍除错表现。

▲VersalPremiumVP1902各种性能指标约是上代产品两倍。

▲VersalPremiumVP1902规格细节。

▲AMD藉Chiplet技术「经济的」扩大FPGA规模。

▲芯片连接与封装方式，不仅需接合Chiplet，且还需支持密集的高速I/O。

▲前代VirtexUltraScale+VU19P的Chiplet配置方式。

▲前代VirtexUltraScale+VU19P「又长又宽」配置导致难以扩展I/O。

▲所以这次从1×4改为2×2，更能平衡Chiplet间的延迟。

▲2×2Chiplet亦能减少40%导线长度。

▲因此AMD这次才能打造如此巨大的FPGA。

▲一颗FPGA不够，可以来第二颗。

▲结合更新7纳米制程、两倍规模、2×2Chiplet排列、可程式化芯片内网路。

▲四颗VP1902可比八颗VU19P有更高密度和更简单系统设计。

▲I/O（接口）性能。

▲FPGA读回性能。

▲经Versal加持，达八倍除错效率。

▲八倍效率差距就是这样来的。

▲软件串列扫描链（S（can）Chain）的效能提升。

▲多层分区流程可更快速布局和布线。

▲经过17年发展，赛灵思（最新）FPGA成为AMD第六代设计模拟装置。这堪称本届HotChips罕见的完整简报，内容钜细靡遗，AMD变相对「靠设计芯片过日子的潜在受众」做了整整30分钟广告，但AMD也表示，这些FPGA也非常适合固件开发和测试、验证IP区块和原型开发用。既然AMD都放出世界最巨大FPGA