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Versal Serie HBM
Hiperintegración de memoria rápida, datos seguros y procesamiento adaptable
Ventajas del producto
La Serie HBM de Versal ofrece integración heterogénea de memoria rápida, conectividad segura y procesamiento adaptable para eliminar los cuellos de botella de procesamiento y memoria para cargas de trabajo de procesamiento intensivo y con límite de memoria, como aprendizaje automático, aceleración de bases de datos, firewalls de próxima generación y probadores avanzados de redes. Se diseñó desde cero para adaptarse a algoritmos, protocolos y velocidades de datos que evolucionan constantemente. Mira el video de la descripción general para obtener más detalles.
Con la integración de la DRAM (dynamic random-access memory, memoria dinámica de acceso aleatorio) HBM2e, la Serie HBM de Versal ofrece hasta 6 veces más ancho de banda con un 65 % menos de potencia por bit en comparación con la Serie Premium de Versal.* Desarrollada a partir de los SoC adaptables Versal Premium comprobados en producción, la Serie HBM de Versal integra un extenso conjunto de núcleos de conectividad en red, de múltiples terabits y de potencia optimizada, así como transceptores PAM4 de 112 Gb/s para adaptarse a los módulos y protocolos de red emergentes. Aunque duplica la velocidad del transceptor, la Serie HBM de Versal protege cada capa de la infraestructura de red con motores de cifrado incorporados. Con la NoC (network on chip, red en chip) programable, la conectividad en chip de hasta 2,2 Tb/s alivia la congestión del enrutamiento entre los componentes arquitectónicos. Además, la Serie HBM de Versal ofrece el doble de la densidad lógica de la solución de HBM (high-bandwidth memory, memoria integrada de alto nivel) de la generación anterior para maximizar el rendimiento de los algoritmos y protocolos en constante evolución.
* Según el análisis interno de AMD de mayo de 2023, que compara un único dispositivo Versal HBM VH1542 con HBM2E en paquete, y una implementación de dispositivo Versal Premium VP1502 con cuatro componentes LPDDR4-4266. Se suponen accesos secuenciales de memoria con transacciones de lectura/escritura del 40 %. Cálculo de potencia generado mediante AMD Power Design Manager y una calculadora de potencia del sistema de terceros. Las configuraciones pueden variar y arrojar resultados diferentes. (VER-013)
Características principales
- HBM2e integrado
- Ancho de banda de la serie escalable
- IP conectada en red con potencia optimizada
- Lógica programable
- Motores de DSP
- Sistema de procesamiento
HBM2e integrado
La integración de la tecnología HBM2e ofrece un ancho de banda de memoria de hasta 819 GB/s y una capacidad de 32 GB para minimizar la potencia, el área y la latencia de las aplicaciones con uso intensivo de procesamiento. En comparación con las soluciones de memoria básicas (DDR5), el SoC adaptable Versal HBM ofrece hasta 6 veces más ancho de banda con un 65 % menos de potencia por bit en comparación con la Serie Premium de Versal1 al colocar la memoria apilada inmediatamente adyacente a la estructura de procesamiento. Se puede acceder a la solución de HBM integrada a nivel global desde cualquier lugar del dispositivo mediante el NoC programable. Con un controlador de memoria integrado y una función de conmutación mejorada, se puede acceder a cualquier ubicación de la memoria desde cualquier puerto.
1. Según el análisis interno de AMD de mayo de 2023, que compara un único dispositivo Versal HBM VH1542 con HBM2E en paquete, y una implementación de dispositivo Versal Premium VP1502 con cuatro componentes LPDDR4-4266. Se suponen accesos secuenciales de memoria con transacciones de lectura/escritura del 40 %. Cálculo de potencia generado mediante AMD Power Design Manager y una calculadora de potencia del sistema de terceros. Las configuraciones pueden variar y arrojar resultados diferentes. (VER-013)
Ancho de banda de la serie escalable
Compuesto por transceptores PAM4 de 58 G/112 Gb/s y NRZ de 32 Gb/s, el SoC adaptable Versal HBM tiene transceptores muy escalables que ofrecen hasta 5,6 Tb/s de ancho de banda de E/S en serie. Los transceptores PAM4 de 112 Gb/s permiten que la industria despliegue una infraestructura compatible con 800 G y 100 G de un solo carril. En el caso de un incremento e implementación de 400 G, los transceptores PAM4 de 58 Gb/s permiten el uso de interfaces de última generación para lograr una densidad de ancho de banda máxima. En el caso de interfaces de 100 G estándar con potencia optimizada, los transceptores NRZ de 32 Gb/s son ideales.
IP conectada en red con potencia optimizada
La conectividad de alto rendimiento es fundamental para las redes de última generación y la infraestructura de nube. La Serie HBM de Versal ofrece una integración sin precedentes de IP dura con potencia optimizada, la densidad lógica equivalente de 14 FPGA Virtex™ UltraScale+™. La combinación del SoC adaptable Versal HBM de Ethernet de alta velocidad, Interlaken y PCIe® Gen5 con DMA ofrece conectividad de varios terabits con flexibilidad para una amplia variedad de protocolos y velocidades de datos. Los motores de cifrado de alta velocidad y de velocidad de línea permiten que el tráfico de la red esté completamente protegido.
Lógica programable
La clave de la flexibilidad de la arquitectura de Versal es su lógica programable, que permite el desarrollo de bloques personalizados de procesamiento para la diferenciación, la preparación para el futuro y la capacidad de adaptarse con algoritmos y protocolos en constante cambio. Con una amplia variedad de elementos de memoria en chip y estrechamente acoplada con E/S programable, la lógica programable proporciona una capacidad masiva de procesamiento paralelo y personalización, algo fundamental para muchas cargas de trabajo de procesamiento intensivo con grandes conjuntos de datos.
Motores de DSP
Los motores de DSP proporcionan soporte para una amplia variedad de operaciones y tipos de datos, que incluyen punto flotante de precisión única y media, así como operaciones complejas de 18 x 18. Dado que son mejoras a la tecnología de la generación anterior, los motores de DSP son retrocompatibles con los diseños de SoC y FPGA UltraScale+. Los usuarios pueden aprovechar sus bibliotecas existentes o actualizar sus diseños para obtener el máximo rendimiento de procesamiento.
Sistema de procesamiento
Hay tres tipos de procesadores disponibles para las diversas necesidades de las aplicaciones. La unidad de procesamiento de aplicaciones es ideal para aplicaciones complejas compatibles con un SO, y la unidad de procesamiento en tiempo real es ideal para aplicaciones sensibles a la latencia. Un controlador de administración de plataforma independiente administra el inicio, la seguridad, la administración de energía y la depuración del sistema.
Resumen del producto Versal Serie HBM
La Serie HBM de Versal permite la convergencia de memoria rápida, procesamiento adaptable y conectividad segura en una sola plataforma.
Aplicaciones y sectores
Aceleración del aprendizaje automático
La inteligencia artificial y el aprendizaje automático (IA/AA) evolucionan rápidamente. Los algoritmos complejos deben procesar grandes cantidades de datos, lo que requiere un enorme ancho de banda de memoria. En la arquitectura de procesamiento tradicional, cuando varios núcleos de CPU (central processing unit, unidad central de procesamiento) funcionan en simultáneo, el sistema se detiene, ya que los datos no se pueden mover lo suficientemente rápido desde la memoria externa y eventualmente alcanzan el límite. En contraste, la Serie HBM de Versal proporciona una capacidad masiva de procesamiento paralelo a través de motores adaptables e inteligentes, y un enorme ancho de banda de memoria a través de la HBM integrada. Como resultado, la Serie HBM de Versal permite obtener información precisa y más rápida de muchos procesos de IA/AA, como la similitud coseno y la modularidad de Louvain. Con un amplio conjunto de bibliotecas optimizadas para el rendimiento de la plataforma unificada de software Vitis™, la solución basada en SoC adaptables Versal HBM puede ofrecer un rendimiento y una eficiencia de IA/AA más altos para la IA de rápida evolución de los centros de datos y la nube.
Procesamiento previo y almacenamiento en búfer
Los datos de procesamiento previo son fundamentales para obtener los mejores resultados de los dispositivos de procesamiento de función fija. El tamaño de los conjuntos de datos para los modelos de AA del mundo real puede superar fácilmente los terabytes. Por lo tanto, el acelerador objetivo necesita marcos de procesamiento de datos previos a gran escala para procesar estos conjuntos de datos de manera eficiente. Con los motores adaptables y un ancho de banda de HBM de 819 GB/s, la Serie HBM de Versal elimina datos no deseados, transforma datos seleccionados y los aumenta para crear potentes entradas predictivas para el acelerador objetivo. Equipada con transceptores PAM4 de 112 G de alta velocidad, la Serie HBM de Versal maximiza el rendimiento del sistema con baja latencia.
Firewall de próxima generación
Los operadores de red desean una administración inteligente e ininterrumpida, y una sólida disponibilidad de la red para proteger los datos y evitar ataques a las redes empresariales.
La Serie HBM de Versal permite una escalabilidad sin igual para implementar la seguridad de red de varias capas desde las capas físicas y de enlace de datos hasta las VPN (virtual private network, red privada virtual) y los niveles de seguridad de la capa de transporte con decenas de millones de sesiones simultáneas con políticas y controles personalizados. Además, los diversos motores de HSC (High-Speed Crypto, cifrado de alta velocidad) integrados de 400 G permiten que el sistema mantenga un rendimiento de la velocidad de línea y baja latencia sin comprometer el rendimiento. Con el modelo HBM de 32 G, los firewalls de próxima generación pueden administrar múltiples tablas de búsqueda sin tener que acceder a memorias externas para almacenar en búfer y reordenar los flujos de red. Los transceptores PAM4 de 112 G ofrecen compatibilidad con los estándares ópticos y los protocolos más recientes de escalabilidad para lograr el rendimiento superior que requieren los firewalls de última generación. Los motores adaptables permiten algoritmos de AA para modernizar la arquitectura de seguridad contra amenazas emergentes.
Equipo de prueba de rendimiento de la aplicación
A medida que las redes de centros de datos, la nube y la IA han comenzado a prepararse para la conectividad óptica de 800 G, muchos proveedores de redes de centros de datos y servicios en la nube deben aprovechar el equipo de prueba de avanzada para garantizar la interoperabilidad y la sólida infraestructura de red para aplicaciones de procesamiento intensivo.
Los transceptores PAM4 de 112 G en los dispositivos Versal HBM son uno de los componentes más importantes para los proveedores de redes de centros de datos y servicios en la nube a fin de crear redes que puedan adaptarse a los protocolos emergentes y a la interoperabilidad con la óptica. Los núcleos dedicados de Ethernet de velocidad múltiple canalizados presentan bloques HSC, MAC, PCS y FEC a los que se puede acceder individualmente junto con HBM de 32 G y NoC programable para implementar la lógica de prueba más compleja para el almacenamiento masivo en búfer de tráfico, el movimiento eficiente de datos, el control inteligente de flujo de datos, el seguimiento y la generación de informes para el equipo de prueba de L4 a L7.
Especificaciones de productos
Características de la memoria
| VH1522 | VH1542 | VH1582 | VH1742 | VH1782 | |
|---|---|---|---|---|---|
| HBM DRAM (GB) | 8 | 16 | 32 | 16 | 32 |
| RAM de bloque total (Mb) | 89 | 89 | 89 | 132 | 132 |
| UltraRAM (Mb) | 366 | 366 | 366 | 541 | 541 |
| Memoria PL total (MB) | 509 | 509 | 509 | 752 | 752 |
Características de los motores de DSP
| VH1522 | VH1542 | VH1582 | VH1742 | VH1782 | |
|---|---|---|---|---|---|
| Motores de DSP | 7392 | 7392 | 7392 | 10 848 | 10 848 |
Características lógicas programables
| VH1522 | VH1542 | VH1582 | VH1742 | VH1782 | |
|---|---|---|---|---|---|
| Células lógicas del sistema (mil) | 3837 | 3837 | 3837 | 5631 | 5631 |
| LUT | 1 753 984 | 1 753 984 | 1 753 984 | 2 574 208 | 2 574 208 |
Funciones del subsistema de procesamiento
| VH1522 | VH1542 | VH1582 | VH1742 | VH1782 | |
|---|---|---|---|---|---|
| Unidad de procesamiento de aplicaciones | Arm® Cortex®-A72 de doble núcleo, caché L1 de 48 KB/32 KB con paridad y ECC; caché L2 de 1 MB con ECC | ||||
| Unidad de procesamiento en tiempo real | Arm Cortex®-R5F de doble núcleo, caché L1 de 32 KB/32 KB y TCM de 256 KB con ECC | ||||
| Memoria | Memoria en chip de 256 KB con ECC | ||||
| Conectividad | Ethernet (x2); UART (x2); CAN-FD (x2); USB 2.0 (x1); SPI (x2); I2C (x2) | ||||
Características de la plataforma
| VH1522 | VH1542 | VH1582 | VH1742 | VH1782 | |
|---|---|---|---|---|---|
| Transceptores GTYP (32,75 Gb/s) | 681 | 681 | 681 | 681 | 681 |
| TRANSCEPTORES GTM (56 G [112 G]) | 20 (10) | 20 (10) | 20 (10) | 60 (30) | 60 (30) |
| PCIe® con DMA (CPM5) | 2 unidades Gen5x8 | 2 unidades Gen5x8 | 2 unidades Gen5x8 | 2 unidades Gen5x8 | 2 unidades Gen5x8 |
| PCI Express (PLPCIE5) | 8 unidades Gen5x4 | 8 unidades Gen5x4 | 8 unidades Gen5x4 | 8 unidades Gen5x4 | 8 unidades Gen5x4 |
| Motores de cifrado de alta velocidad de 400 G | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 |
| MAC de Ethernet de tasa múltiple de 100 G | 4 | 4 | 4 | 6 | 6 |
| MAC de Ethernet de 600 G | 1 | 1 | 1 | 3 | 3 |
| 600 G Interlaken | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
1. 16 transceptores GTYP están dedicados a CPM5 para el uso de PCI Express.
Para todos los desarrolladores
AMD proporciona un entorno líder en el desarrollo de software para diseñar con SoC adaptables y FPGA (Field-Programmable Gate Arrays, matriz de puertas lógicas programable en campo), que incluye herramientas (compiladores, simuladores, etc.), IP y soluciones.
Este entorno puede reducir el tiempo de desarrollo y, al mismo tiempo, permitir que los desarrolladores logren un alto rendimiento por watt. Estas herramientas permiten que todo tipo de desarrolladores, incluidos los científicos de IA, los ingenieros de aplicaciones y algoritmos, los desarrolladores de software integrado y los desarrolladores de hardware tradicionales, utilicen soluciones informáticas adaptables de AMD.
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