4月9日消息，AMD今天宣布，旗下的Versal自適應(yīng)片上系統(tǒng)(SoC)產(chǎn)品升級全新第二代，包括面向AI驅(qū)動(dòng)型嵌入式系統(tǒng)第二代的Versal AI Edge系列、面向經(jīng)典嵌入式系統(tǒng)的第二代Versal Prime系列。
新一代產(chǎn)品很好地平衡了性能、功耗、面積，以及先進(jìn)的功能安全與信息安全，可廣泛應(yīng)用于汽車、工業(yè)、視覺、醫(yī)療、廣播、專業(yè)音視頻等市場領(lǐng)域。
新品在單器件內(nèi)集成了預(yù)處理、AI推理、后處理，可為AI嵌入式系統(tǒng)提供端到端的全程加速。
這也是AMD董事會(huì)主席及CEO蘇姿豐此前提出的“AI無處不在”戰(zhàn)略的最新體現(xiàn)。
對于AI驅(qū)動(dòng)的嵌入式系統(tǒng)，核心當(dāng)然是AI推理，也就是AI算法執(zhí)行的階段，但是預(yù)處理、后處理兩個(gè)階段同樣不容忽視。
一般而言，預(yù)處理階段主要是攝像頭、雷達(dá)、激光雷達(dá)等傳感器的處理、融合，以及數(shù)據(jù)的交集和調(diào)節(jié)。
這一階段需要嵌入式系統(tǒng)與環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)交互與處理，決定著整個(gè)系統(tǒng)的性能，因此需要可編程邏輯來實(shí)現(xiàn)靈活的實(shí)時(shí)處理，包括連接任意傳感器和接口，保證低時(shí)延、確定性，以及現(xiàn)場部署后依然可升級，一般還要加上FPGA、SoC進(jìn)行優(yōu)化。
AI推理階段需要實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)解決感知、分析、情境感知問題，一般使用矢量處理器，也就是非自適應(yīng)性SoC。
后處理階段需要實(shí)現(xiàn)決策、控制、反饋，一般使用高性能嵌入式CPU。
這三個(gè)階段都必須能夠加速，才可以真正實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)的實(shí)時(shí)。
但是，之前沒有任何一類處理器可以同時(shí)針對三個(gè)階段進(jìn)行優(yōu)化加速，都需要多芯片共同組成解決方案。
比如說用AMD第一代Versal AI Edge系列的可編程邏輯做預(yù)處理，然后用矢量處理或者AI引擎做推理，后處理階段再配置外部處理器。
類似方案都存在功耗更高、供電更復(fù)雜、占用空間更大、外部內(nèi)存需求更多、芯片間時(shí)延更長等問題，還容易存在更多安全漏洞。
AMD的第二代 Versal 系列自適應(yīng)SoC以第一代為基礎(chǔ)升級而來。
無論是面向AI驅(qū)動(dòng)型嵌入式系統(tǒng)的AI Edge系列，還是面向經(jīng)典嵌入式系統(tǒng)的Prime系列，同樣具備強(qiáng)大的全新AI引擎，每瓦TOPS算力(即能效)是第一代AI Edge系列的最多3倍。
處理系統(tǒng)部分(PS)集成了全新的高性能Arm CPU核心，包括Cortex-A78AE應(yīng)用處理器核心、Cortex-R52實(shí)時(shí)處理器核心，標(biāo)量計(jì)算性能預(yù)計(jì)可比第一代提升最多10倍，
全新的AMD可編程邏輯(PL)，具備領(lǐng)先的自適應(yīng)計(jì)算能力，可實(shí)現(xiàn)靈活的實(shí)時(shí)預(yù)處理。
此外還集成了Arm Mali-G78AE GPU圖形核心、DDR5/LPDDR5X內(nèi)存控制器、PCIe 5.0控制器、100G以太網(wǎng)控制器、DPS圖像信號(hào)處理器、視頻編解碼器、功能與信息安全模塊、處理器接口、視頻處理單元等等眾多單元，單顆芯片搞定一切。
正因?yàn)槿绱耍珹MD第二代Versal才是真正的自適應(yīng)SoC，才能在單個(gè)器件中提供端到端的全程加速。
單芯片設(shè)計(jì)的高級程度，還可以大大降低系統(tǒng)功耗、占用空間、復(fù)雜性。
功能安全性增強(qiáng)之后，也不再需要外部安全微控制器，或者外部存儲(chǔ)，不需要在多個(gè)處理器之間共享。
第二代Versal AI Edge系列器件通過采用最優(yōu)處理器組合，能夠?yàn)锳I驅(qū)動(dòng)型嵌入式系統(tǒng)的全部三個(gè)階段進(jìn)行加速，滿足現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的復(fù)雜處理需求。
在預(yù)處理階段，AMD FPGA可編程邏輯架構(gòu)用于實(shí)時(shí)處理，可以密集、靈活地連接各種傳感器，包括各種圖像傳感器、攝像頭、激光雷達(dá)、超聲波、定位系統(tǒng)、IMU慣性測量單元、內(nèi)窺鏡探頭等等，并進(jìn)行高吞吐量、低時(shí)延的數(shù)據(jù)處理。
可編程邏輯的引入，能夠擺脫對外部存儲(chǔ)、CPU/GPU處理器的依賴，并針對特定任務(wù)進(jìn)行定制優(yōu)化，從而直接連接到推理加速卡，大大節(jié)省執(zhí)行時(shí)間。
可編程I/O則支持廣泛的不同傳輸速率、電壓和工作模式，相比固定I/O更加靈活。
推理階段，矢量處理器陣列構(gòu)成了下一代 AI引擎“AIE-ML v2”。
它內(nèi)置硬化控制處理器，不再需要使用可編程邏輯進(jìn)行控制，因此可以將可編程邏輯資源釋放用于傳感器、硬圖像和視頻等數(shù)據(jù)的處理。
新的AI引擎還原生支持更多數(shù)據(jù)類型，包括全新的FP8、FP16、MX6、MX9，并繼續(xù)支持INT8、INT16、BF16。
Dense性能方面，INT16算力最高46TOPS，F(xiàn)P16、BF16算力最高92TOPS，INT8、FP8、FPMX9算力最高184TOPS，MX6算力最高369TOPS。
最高稀疏度算力更高，比如INT8最高可以達(dá)到368TOPS。
MX6、MX9屬于共享指數(shù)數(shù)據(jù)類型，可以節(jié)省每個(gè)元素所占用的字節(jié)數(shù)，其中MX6對比INT8的能效可提升多達(dá)60％，而且精度類似甚至更高。
為了充分釋放AI引擎的算力性能，AMD同時(shí)提供了Vitis AI開發(fā)環(huán)境，提供豐富的量化器、剪枝、模型編譯器與工具、運(yùn)行時(shí)、驅(qū)動(dòng)、固件等全套開發(fā)資源，以及培訓(xùn)、文檔、參考設(shè)計(jì)等。
它還支持開源生態(tài)系統(tǒng)，采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)框架，包括PyTorch、TensorFlow、ONNX、Triton等等，也支持第三方量化器和稀疏工具。
對于各種模型、運(yùn)算符、數(shù)據(jù)類型，Vitis AI環(huán)境都支持開箱即用，包括卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)、視覺Transformer等等。
后處理階段，Arm CPU內(nèi)核可為安全關(guān)鍵型應(yīng)用提供復(fù)雜決策與控制所需的能力。
針對復(fù)雜決策與繁重工作負(fù)載的應(yīng)用處理單元(APU)，基于Arm Cortex-A78AE核心，最高頻率2.2GHz，算力高達(dá)200.3K DMIPS，是上代的最多8倍。
針對控制功能的實(shí)時(shí)處理單元(RPU)，則基于Arm Cortex-R52核心，最高頻率1.05GHz，算力高達(dá)28.5K DMIPS，是上代的最多10倍。
另外，因?yàn)槲磥硇枰ㄟ^車規(guī)級認(rèn)證、安全認(rèn)證，尤其是高級別型號(hào)會(huì)用于ASIL D汽車、SIL 3工業(yè)和機(jī)器人領(lǐng)域，必須應(yīng)對隨機(jī)故障，確保功能安全與信息安全，所以在鎖步模式下算力性能會(huì)減半，以便留出足夠的冗余空間。
當(dāng)然，理論指標(biāo)和性能最終要轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用，才能真正體現(xiàn)出來。
比如高級自動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)L2+/L3，由于加入硬圖像處理功能，圖像處理性能可達(dá)上代的4倍，但功耗基本不變。
比如智慧城市，往往需要大量攝像頭和視頻，可以為邊緣AI設(shè)備縮小30％的占板面積，比并支持2倍的視頻流，也就是每路視頻流占板面積縮小多達(dá)65％。
再比如視頻流，一般用于專業(yè)音視頻和廣播場景，可實(shí)現(xiàn)非常高精度的流量，每秒約60幀，相比于之前的Zyng MPSoC可提供2倍的視頻處理能力，每路視頻流占板面積也縮小35％。
兩代產(chǎn)品性能級別對比，可以看到?jīng)]有任何交叉重疊，可以互為補(bǔ)充、針對不同應(yīng)用和場景。
上一代產(chǎn)品更多的是邊緣傳感器后者CPU計(jì)算卸載，二代產(chǎn)品則主要是中央計(jì)算。
合作案例方面，斯巴魯已選擇第二代Versal AI Edge系列，用于其下一代高級輔助駕駛(ADAS)的視覺系統(tǒng)“EyeSight”。
該系統(tǒng)會(huì)集成于斯巴魯?shù)牟糠周囆停瑢?shí)現(xiàn)先進(jìn)安全功能，包括自適應(yīng)巡航控制、車道保持輔助、預(yù)碰撞制動(dòng)等等，致力于實(shí)現(xiàn)全年消除致命性道路事故的安全目標(biāo)。
第二代Versal Prime系列結(jié)合了面向傳感器處理的可編程邏輯，以及高性能嵌入式Arm CPU，可以為傳統(tǒng)的非AI嵌入式系統(tǒng)提供端到端加速。
它也能提供最多10倍與初代產(chǎn)品的標(biāo)量算力，高效執(zhí)行傳感器處理、復(fù)雜標(biāo)量工作負(fù)載。
同時(shí)，得益于針對8K等高吞吐量視頻處理的全新硬 IP，第二代Versal Prime系列非常適合超高清視頻流與錄制、工業(yè)PC等應(yīng)用。
AMD第二代Versal AI Edge系列、第二代Versal Prime系列將于2025年上半年提供樣品，2025年年中提供評估套件和系統(tǒng)模塊(SOM)，2025年年底量產(chǎn)上市。
目前，客戶和開發(fā)者已經(jīng)可以獲取早期訪問文檔、參與早期使用計(jì)劃，AMD也正在與主要客戶進(jìn)行接洽。
