Versal ACAP の概要

Versal ACAP DSP エンジン アーキテクチャ マニュアル (AM004)

Document ID
AM004
Release Date
2022-09-11
Revision
1.2.1 日本語

Versal® ACAP (Adaptive Compute Acceleration Platform) は、スカラー エンジン、適応型エンジン、およびインテリジェント エンジンを最新のメモリおよびインターフェイス技術と統合して、あらゆるアプリケーションで使用可能な高性能ヘテロジニアス アクセラレーションを提供します。最も重要なのは、Versal ACAP のハードウェアおよびソフトウェアが、データ サイエンティスト、ソフトウェア開発者、ハードウェア開発者がプログラムおよび最適化するよう設計されているということです。Versal ACAP は、さまざまなツール、ソフトウェア、ライブラリ、IP、ミドルウェア、およびフレームワークで使用可能で、業界標準のデザイン フローを活用できます。

Versal ポートフォリオは、TSMC 7 nm FinFET プロセス テクノロジに基づいて構築されており、ソフトウェアのプログラマビリティとドメイン特定のハードウェア アクセラレーションを適応性と統合し、現代の急速な技術革新のペースに対応できるようにした初のプラットフォームです。このポートフォリオには、クラウド、ネットワーク、無線通信、エッジ コンピューティングおよびエンドポイントなどのさまざまなマーケット用のアプリケーションにスケーラビリティおよび AI 推論機能を提供するために設計された 6 つのデイバス シリーズが含まれます。

Versal アーキテクチャは、異なるタイプのエンジン、さまざまな接続および通信機能、ネットワーク オン チップ (NoC) を組み合わせており、デバイスの高さおよび幅全体にスムーズなメモリ マップド アクセスが可能です。インテリジェント エンジンは、適応型推論および高機能信号処理用の SIMD VLIW AI エンジンと、固定小数点、浮動小数点、および複素 MAC 演算用の DSP エンジンです。適応型エンジンは、高計算密度用に設計されたプログラマブル ロジック ブロックとメモリです。スカラー エンジンには Arm® Cortex®-A72 および Cortex-R5F プロセッサが含まれ、計算負荷の高いタスクを可能にします。

Versal AI エッジ シリーズは、自動運転、予測ファクトリ、ヘルスケア システムなどのリアルタイム システムや、航空宇宙/防衛分野のマルチミッション ペイロードなどのさまざまなアプリケーションにおいて、ワットあたりの AI パフォーマンスを最大限にすることに焦点を置いています。Versal AI エッジ シリーズは、単に AI に最適化されたプラットフォームではなく、センサーや AI からリアルタイム制御に至るまでアプリケーション全体を高速化でき、ISO26262 や IEC 61508 など安全規格を満たす最高レベルの安全性とセキュリティを実現できます。

Versal AI コア シリーズは、AI エンジンと飛躍的な AI 推論アクセラレーションを提供し、現在のサーバー クラス CPU の 100 倍を超える計算パフォーマンスを達成可能です。このシリーズは、動的ワークロードに対応したクラウドや、超高帯域ネットワークなど幅広いアプリケーションをサポートすると同時に、最先端の安全性とセキュリティ機能を提供します。ソフトウェアおよびハードウェア開発者だけでなく、AI およびデータ サイエンティストも高い演算密度を活用してあらゆるアプリケーションの性能を高速化できます。

Versal プライム シリーズは、Versal プラットフォームの基盤となる中程度のデバイスで、複数のマーケットで幅広く使用できます。アプリケーションには 100G から 200G のネットワーク装置、データセンターでのネットワークおよびストレージのアクセラレーション、通信テスト装置、ブロードキャスト、航空宇宙および防衛が含まれます。このシリーズは、主流の 58G トランシーバーと最適化された I/O および DDR 接続を統合し、さまざまなワークロードでレイテンシの短いアクセラレーションおよびパフォーマンスを達成できます。

Versal プレミアム シリーズは、適用型プラットフォームにおいて最小限の消費電力およびエリア フットプリントで高度なヘテロジニアス統合を達成し、高パフォーマンスの計算、接続性、およびセキュリティを提供します。このシリーズは、ワイヤード通信、データセンター、テストと計測などの広帯域幅で演算負荷の高いアプリケーションのニーズを十二分に満たすよう設計されています。Versal プレミアム シリーズ ACAP には、112G PAM4 トランシーバー、600G イーサネット用の統合ブロック、600G Interlaken、 PCI Express® Gen5、および高速暗号が含まれます。

Versal HBM シリーズは、高速メモリ、適応型計算、およびセキュア接続を 1 つのプラットフォームに融合します。このシリーズは、演算負荷が高いメモリ バウンドのアプリケーションのメモリ ニーズに対応できるよう設計されており、データセンター、有線ネットワーク、テストおよび測定、航空宇宙および防衛アプリケーション用の適応型アクセラレーションを提供します。Versal HBM ACAP は、最先端の HBM2e DRAM を統合し、1 つのデバイス内で広いメモリ帯域幅と大容量を提供します。

Versal アーキテクチャのすべての資料は、https://japan.xilinx.com/versal から参照できます。