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FPGAs softwareprogrammierbar und KI-fähig
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Versal AI Core: 8-mal schneller als GPUs
Die Versal AI Core Serie bietet die höchste Rechenleistung und geringste Latenzzeit des Portfolios und ermöglicht eine deutliche Steigerung des KI-Inferenzdurchsatzes und der Rechenleistung. Die AI Core Serie wurde für die Anwendung in der Cloud, der Vernetzung und in autonomen Technologien optimiert und bietet die höchste KI-Leistung und Beschleunigung von Rechenaufgaben, die derzeit in der Branche verfügbar ist. Die Versal AI Core Serie umfasst fünf Bausteine in unterschiedlichen Komplexitäten und bietet 128 bis 400 AI Engines. Darüber hinaus integrieren die Chips Dual-Core-Arm Cortex-A72 Anwendungsprozessoren, Dual-Core Arm Cortex-R5 Echtzeitprozessoren, 256 Kbyte On-Chip-Speicher mit ECC und mehr als 1.900 DSP Engines, die für hochpräzise Gleitkommazahlen mit geringer Latenz optimiert sind. Die programmierbare Logik umfasst mehr als 1,9 Millionen Systemlogikzellen in Kombination mit mehr als 130 Mbyte an UltraRAM, bis zu 34 Mbit Block-RAM, und 28 Mbit verteiltes RAM sowie 32 Mbit neue Beschleuniger-RAM-Blöcke, auf die von jeder Engine aus direkt zugegriffen werden kann und alle unterstützen benutzerdefinierte Speicherhierarchien. Auf der Schnittstellenseite bieten die Chips PCIe Gen4 mit acht und 16 Kanälen sowie CCIX-Host-Schnittstellen, energieoptimierte 32-G-SerDes, bis zu vier integrierte DDR4-Speichercontroller, bis zu vier Multi-Rate Ethernet MACs, 650 Hochleistungs-I/Os für MIPI D-PHY, NAND, Massenspeicher und LVDS, plus 78 gemultiplexte I/Os zum Anschluss externer Komponenten und mehr als 40 HD I/Os für 3,3V. Zur Verbindung all dieser Elemente dient ein neu entwickeltes Network-On-Chip (NoC) mit bis zu 28 Master/Slave-Ports, das Datenübertragungen bis zu mehreren Terabit/s bei niedriger Latenzzeit, hoher Energieeffizienz und nativer Softwareprogrammierbarkeit erlaubt.
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Versal Prime: bis zu 4000 DSP Engines
Die Versal Prime Serie wurde im Hinblick auf eine breite Anwendungsvielfalt in verschiedenen Märkten konzipiert und eignet sich besonders für die Vernetzung und Beschleunigung einer Vielzahl von Rechenaufgaben. Diese Mid-range-Familie besteht aus neun Derivaten, die jeweils mit Dual-Core Arm Cortex-A72 Applikationsprozessoren, Dual-Core Arm Cortex-R5 Echtzeitprozessoren, 256 Kbyte On-Chip-Speicher mit ECC und mehr als 4.000 DSP Engines ausgestattet sind, die für hochpräzise Gleitkommazahlen mit geringer Latenz optimiert sind. Darüber hinaus verfügen die Familienmitglieder mehr als zwei Millionen Systemlogikzellen in Kombination mit mehr als 200 Mbit UltraRAM, mehr als 90 Mbyte Block-RAM und 30 Mbyte verteiltes RAM, die alle kundendefinierte Speicherhierarchien unterstützen. Die Serie umfasst auch PCIe Gen4 mit acht und 16 Kanälen sowie CCIX-Host-Schnittstellen, energieoptimierte 32-G-SerDes und gebräuchliche 58 Gbit/s-PAM4-SerDes, bis zu sechs integrierte DDR4-Speichercontroller, bis zu vier Multi-Rate-Ethernet-MACs, 700 Hochleistungs-I/Os für MIPI D-PHY-, NAND- und Speicher-Speicherschnittstellen und LVDS, plus 78 gemultiplexte I/Os zum Anschluss externer Komponenten und mehr als 40 HD I/Os für 3,3-V-Schnittstellen. Zur Verbindung all dieser Elemente kommt ein neu entwickeltes Network-On-Chip (NoC) mit bis zu 28 Master/Slave-Ports zum Einsatz, das Datenübertragungen bis zu mehreren Terabit/s bei niedriger Latenzzeit, hoher Energieeffizienz und nativer Softwareprogrammierbarkeit erlaubt.
Die Versal-Familien werden durch eine Entwicklungsumgebung mit umfassender Software unterstützt, Stack mit Treibern, Middleware, Bibliotheken und einem Software-Framework. Xilinx gewährt derzeit im Rahmen seines Early-Access-Programms mehreren Schlüsselkunden Zugang zu den neuen Bausteinen. Weitere Interessenten für die Versal Prime-Serie und die Versal AI Core-Serie werden sich allerdings noch bis zur zweiten Jahreshälfte 2019 gedulden müssen, bis die Bausteine allgemein verfügbar sind.
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