AMD расширила линейку Versal Prime Gen 2: три новых SoC-чипа с мощной FPGA-логикой для периферии и IoT

Введение

Спустя полгода после начала поставок первых адаптивных систем на кристалле Versal Prime Gen 2, компания AMD объявила о расширении своей линейки SoC+FPGA чипов тремя новыми устройствами: 2VM3454, 2VM3254 и 2VM3104. В отличие от ранее выпущенных систем, новые решения являются младшими представителями семейства с урезанным количеством Arm-ядер Cortex‑A78AE с 8 до 4, но вместо этого чипы 2VM3454, 2VM3254 и 2VM3104 получают еще более щадящее энергопотребление, меньшие габариты для построения сверхкомпактных встраиваемых систем, но обеспечивающие значительно большую производительность FPGA-логики.

Подробнее о AMD Versal Prime Gen 2

Первые чипы семейства AMD Versal Prime Gen 2, представленные в виде решений 2VM3858, 2VM3558 и 2VM3358, имеют полноценный Arm-кластер из 8 вычислительных ядер Cortex‑A78AE, 10 ядер реального времени Cortex‑R52 и встроенную графику Mali‑G78AE. Такие внушительные для своего класса устройств характеристики были необходимы для применения чипов в таких сферах, как авионика и робототехника, тяжелая промышленность и в других инфраструктурах, где требуется мощный, но энергоэффективный процессор. Однако, 8 ядер A78AE занимают изрядную площадь кристалла, что неминуемо сокращает объем программируемой FPGA-логики. Как следствие, 2VM3358 при корпусе 27 × 27 мм предлагает лишь 207 тысяч логических ячеек и 95 тысяч LUT — значительно меньше, чем у новых моделей.

Новые чипы 2VM3454, 2VM3254 и 2VM3104 идут по другому пути. В них количество вычислительных ядер Cortex‑A78AE сокращено с 8 до 4, ядер реального времени Cortex‑R52 — с 10 до 6, а графический ускоритель Mali‑G78AE физически уменьшен. Зато программируемая логика резко нарастила мощность. Старшая из представленных моделей, 2VM3454, вмещает 565 тысяч логических ячеек и 258 тысяч LUT — то есть почти в 3 раза больше, чем у 8-ядерного 2VM3358 при схожих размерах корпуса (29 × 29 мм против 27 × 27 мм). Две другие новинки, 2VM3254 и 2VM3104, упакованы в корпус 23 × 23 мм и предлагают 303 тысячи логических ячеек (138 тысяч LUT) и 225 тысяч логических ячеек (103 тысячи LUT) соответственно. Для сравнения: у 8-ядерного 2VM3358 в более крупном корпусе 27 × 27 мм было всего 207 тысяч логических ячеек и 95 тысяч LUT. Таким образом, клиенты AMD получают значительно больше FPGA-логики с возможностью перепрограммирования под конкретный тип выполняемых операций, сохраняя при этом более чем достаточный для более широких задач запас вычислительной производительности.

Сама процессорная система построена на ядрах Arm Cortex‑A78AE — варианте микроархитектуры Cortex‑A78 с расширенной поддержкой функциональной безопасности, включая блокировку ошибок и дублирование критических цепей. Четыре таких ядра выдают до 100 тысяч DMIPs (вычислительная мощность микроконтроллеров и SoC-FPGA), чего хватает для сложных алгоритмов управления, сетевых стеков и прикладного софта в инфраструктурах телевещания, промышленном IoT и периферийных системах. Ядра Cortex‑R52 специализируются на задачах реального времени, где максимально быстрый отклик важнее вычислительной мощи, а урезанный Mali‑G78AE отвечает за формирование пользовательских интерфейсов и лекий рендеринг графики. Подсистема памяти поддерживает как DDR5‑6400, так и LPDDR5X‑8533 с пиковой пропускной способностью до 170 ГБ/с, а также предлагает встроенное шифрование трафика. Видеовозможности чипов усилены аппаратными кодеками HEVC и AVC с поддержкой 4:4:4 и 12-битной глубины на потоках до 4K60. В дополнение к этому, чипы имеют аппаратные контроллеры 100G Ethernet и PCIe Gen5.

SoC-FPGA устройства 2VM3454, 2VM3254 и 2VM3104 выполнены в унифицированном корпусе с идентичной разводкой, что позволяет разработчикам проектировать печатные платы и с легкостью наращивать вычислительную мощность путем замены чипов на более совершенные решения той же серии в зависимости от требований конечного продукта. Такой подход сокращает время вывода кастомных решений на рынок и снижает стоимость владения: младшая модель может стоять в базовой комплектации оборудования, а старшая — в премиальной, без каких-либо изменений в схемотехнике. Серийные поставки 2VM3454 намечены на конец 2026 года, а модели 2VM3254 и 2VM3104 появятся позже, в 2027 году.

Выводы

AMD продолжает наводнять рынок чипов для периферийных систем, расширяя ассортимент программируемых процессоров на базе SoC+FPGA и предлагая заказчикам решения для широкого диапазона рабочих нагрузок. Снижение количества прикладных ядер с восьми до четырех — не даунгрейд, а осознанный размен: отдать часть процессорной эффективности ради кратного наращивания производительности программируемой логики в том же или даже меньшем корпусе. Для рынка IoT, периферии и промышленных систем, где алгоритмы обработки сигналов и видео ценятся выше производительности общего назначения, такой баланс выглядит куда более рациональным, чем гонка за числом ядер. Теперь клиенты AMD имеют куда более широкий выбор — либо мощный процессор с более слабой программируемой логикой, либо сбалансированный процессор с более мощной программируемой логикой.