ザイリンクスはスタック型HBMを統合して、帯域幅とセキュリティに対応します

ザイリンクスは、ネットワークおよびデータセンターのパフォーマンスのボトルネックに対処するゲームを強化し、高帯域幅メモリ（HBM）を統合して大規模な接続データセットの高速コンピューティングアクセラレーションを可能にするVersalアダプティブコンピューティングアクセラレーションプラットフォーム（ACAP）ポートフォリオの新シリーズを発表しました。より少なく、より低コストのサーバー。

その新しいVersalHBMシリーズは、高度なHBM2e DRAMを統合し、DDR5実装の8倍のメモリ帯域幅と63％低い電力で820GB /秒のスループットと32GBの容量を提供します（4つのDDR5-6400コンポーネントの一般的なシステム実装に基づく比較）。ザイリンクスによると、Versal HBMシリーズは、データセンター、有線ネットワーク、テストと測定、航空宇宙と防衛向けの最もコンピューティング集約型のメモリバウンドアプリケーションのより高いメモリニーズに対応できるように設計されています。

Embedded.comのブリーフィングで、ザイリンクスVersalFPGAのシニア製品ラインマネージャーであるMikeThompsonは、次のように述べています。パフォーマンスのボトルネックにつながるDDR帯域幅の可用性。 3つ目はデータセキュリティです。 Versal HBMは、特に帯域幅とセキュリティの要件が現在の処理およびメモリテクノロジーを上回っているため、これら3つのレイヤーのそれぞれの容量を増やします。」

Versal HBMシリーズは、TSMCのCoWoS（チップオンウェーハオン基板）3Dスタッキングテクノロジーに基づくスタックシリコンインターコネクト（SSI）を使用して統合された高帯域幅メモリを利用します。トンプソン氏は、この異質な統合は、いわゆるムーアの法則の終焉に対処するための重要な部分であると述べました。彼は、従来のアーキテクチャは、リアルタイムアプリケーションのメモリとネットワークアクセスのボトルネックになっていると述べました。

Versal HBMシリーズは、ザイリンクスVersal Premiumが提供する基盤を使用しますが、デバイス内の1つのスーパーロジックリージョン（SLR）をスワップアウトしてHBM2eスタックにスワップし、別のSLRをスワップアウトして統合HBMコントローラーを追加します。これにより、ネットワーク化された知的財産（IP）とメモリサブシステムの統合により、高速なデータ移動と適応処理のためのアーキテクチャが可能になります。 Thompsonは、Versal HBMが14個の同等のFPGAを統合し（ザイリンクスVirtex EltraScale +と比較して）、32個のDDR5チップを統合HBMに置き換えることを示しました。

新しいHBMプラットフォームには、高帯域幅で安全な接続を実現するために電力が最適化されたネットワーキングコアが組み込まれています。 Versal HBMシリーズは、112Gb / sPAM4トランシーバーで5.6Tb / sのシリアル帯域幅、2.4Tb / sのスケーラブルなイーサネット帯域幅、1.2Tb / sのラインレート暗号化スループット、600Gb / sのInterlaken接続、および1.5Tb / sを提供します。内蔵DMAを備えたPCIeGen5帯域幅で、CCIXとCXLの両方をサポートします。この強化されたIPの幅広いセットは、幅広いプロトコル、データレート、および光標準に対応する既成のマルチテラビットネットワーク接続を提供し、最適な電力とパフォーマンス、および市場投入までの時間を短縮します。

適応型のヘテロジニアスコンピューティングプラットフォームとして、Versal HBMシリーズは、大規模なデータセットで幅広いワークロードを高速化するように設計されており、低レイテンシのハードウェア並列処理用の適応型エンジン、AI推論と信号処理用のDSPエンジン、組み込み用のスカラーエンジンを統合していますコンピューティング、プラットフォーム管理、およびセキュアブートと構成。固定機能アクセラレータとは異なり、Versal HBMシリーズは、ハードウェアをミリ秒単位で動的に再構成して、進化するアルゴリズムや新しいプロトコルに適応できるため、ハードウェアの再設計や再展開の必要がありません。 Thompsonは、「アジャイル設計には、適応可能なコンピューティングを備えたこれが重要です」と語っています。

適応可能なコンピューティングと高帯域幅メモリおよびマルチテラビット接続のこの収束により、次世代のクラウドアクセラレーションと安全なネットワーキングが可能になります。 Versal HBM ACAPは、不正検出、推奨エンジン、データベースアクセラレーション、データ分析、財務モデリング、自然言語処理（NLP）の深層学習推論など、ビッグデータワークロードに優れたパフォーマンスと電力効率を提供します。最新のサーバークラスのCPUに比べてランタイムを桁違いに改善すると同時に、4倍の大規模なデータセットをサポートすることで、ユーザーは、はるかに少ない低コストのサーバーで、大規模な接続データセットを使用してアプリケーションを展開できます。

同様に、Versal HBM ACAPは、800Gルーター、スイッチ、およびセキュリティアプライアンスにネットワークのスケーラビリティとパフォーマンスを提供します。 800G次世代ファイアウォールの従来のネットワークプロセッシングユニット（NPU）実装では、複数のNPUデバイスとDDRモジュールが必要ですが、単一のVersal HBM ACAPは外部メモリを排除し、パケット処理、セキュリティ処理、および適応可能なAI注入異常検出を劇的に低い電力で、フォームファクターのほんの一部です。このシリーズは、顧客がアプリケーションを実装するために使用するデバイスとシステムの数を減らすことで、クラウドおよびネットワークプロバイダーに大幅な設備投資と運用コストの節約をもたらします。

ハードウェア開発者とソフトウェア開発者の両方がアクセスできるVersalHBM ACAPは、ハードウェア開発者向けのVivado Design Suite、ソフトウェア開発者向けのVitis統合ソフトウェアプラットフォーム、ドメイン固有のフレームワークを備えたデータサイエンティスト向けのVitis AIなど、あらゆる開発者に設計エントリポイントを提供します。アクセラレーションライブラリ。

Versal HBMシリーズは、製造実績のある7nmVersalデバイスを基盤として構築されています。開発者は、Versal Premiumシリーズのデバイスと評価ボードでプロトタイピングを開始し、VersalHBMシリーズに簡単に移行できます。 Versal HBMシリーズは、2022年の前半にサンプリングを開始します。ドキュメントは現在入手可能であり、ツールは早期アクセスプログラムを介して2021年の後半に入手可能になります。