Xilinx、Versal HBMシリーズを発表：次世代ネットワーク帯域幅とセキュリティを推進

Xilinxは、Versal適応型コンピュートアクセラレーションプラットフォーム（ACAP）の拡張であるVersal HBMシリーズを発表し、高性能ネットワーキングとデータセンターワークロードにおける地位を強化しました。このシリーズは高帯域幅メモリ（HBM2e）をシリコンに直接統合しています。

TSMCのCo-WoS 3Dスタッキング技術を活用し、新シリーズは820GB/sの持続スループットと32GBのオンチップ容量を提供。これは比較可能なDDR5ベース設計の8倍のメモリ帯域幅であり、消費電力を63%削減します（典型的な4チップDDR5-6400構成との比較）。

「帯域幅、性能、セキュリティの融合が重要です」と、Xilinx Versal FPGAシニアプロダクトラインマネージャーのMike Thompson氏は語ります。「Versal HBMはこの3層全てで容量を拡張し、爆発的に増大するネットワークトラフィックと、セキュアで高スループットな処理への需要増に対応できます。」

アーキテクチャは、ベースVersal Premiumデバイスの単一スーパーロジック領域（SLR）をHBM2eスタックに置き換え、別のSLRに専用HBMコントローラーを追加します。このモジュラーな置換により、14個のVirtex-E UltraScale+ FPGAに相当し、32個のDDR5チップを排除することで、ボード面積と消費電力を大幅に削減します。

Versal HBMは、112Gb/s PAM4トランシーバーによる5.6Tb/sのシリアル帯域幅、2.4Tb/sのスケーラブルEthernet、1.2Tb/sのラインレート暗号化、600Gb/sのInterlaken、内蔵DMA付き1.5Tb/sのPCIe Gen5をサポートする硬化IPコアスイートも組み込みます。プラットフォームはCCIXとCXLをネイティブサポートし、幅広いプロトコルと光標準に対応するアウトオブボックスのマルチテラビットネットワーキングスタックを提供します。

真の適応型コンピュートプラットフォームとして、Versal HBMはロジックをミリ秒単位で再構成可能で、設計者がAI推論、DSP、スカラーワークロードをその場で展開できます。この俊敏性によりハードウェア再設計が不要になり、進化するアルゴリズムと新興プロトコルへの市場投入を加速します。

その結果、ビッグデータシナリオ（不正検知、レコメンデーションエンジン、データベース加速、金融モデリング、自然言語処理向けディープラーニング推論）で優れた強力なアクセラレーターが誕生。モダンサーバー級CPU比で桁違いの性能向上と4倍大きいデータセットサポートにより、顧客はサーバー台数を削減し、総所有コストをカットできます。

ネットワーキングでは、単一Versal HBM ACAPが800G次世代ファイアウォールに必要な複数NPUとDDRモジュールを置き換え可能。パケット処理、セキュリティ機能、AIベース異常検知を、電力とフォームファクタのわずかな割合で処理し、クラウドとネットワークオペレーターに大幅なCapExとOpEx削減をもたらします。

Versal HBMはハードウェア、ソフトウェア、データサイエンス開発者がアクセス可能。Vivado Design Suite、Vitis統合ソフトウェアプラットフォーム、Vitis AIがRTL、C/C++、ドメイン固有フレームワークをカバーする統合開発環境を提供します。

本番対応7nm Versalデバイスが基盤となります。開発者はVersal Premiumボードでプロトタイピングし、Versal HBM利用可能時に移行できます。サンプリングは2022年初頭開始予定、完全ドキュメントと早期アクセスツールは2021年末リリース予定。