AMD发布全新Spartan UtlraScale+ FPGA:升级16nm、功耗骤降60%

AMD发布全新Spartan UtlraScale+ FPGA:升级16nm、功耗骤降60% Spartan FPGA系列产品的历史非常悠久,诞生于1998年,迄今已经有长达25年,广泛应用在各个领域,包括一些人类最伟大的成就。比如挽救生命的自动除颤器,比如NASA的火星车,比如欧洲核子研究组织的粒子加速器,都有Spartan FPGA的身影。Spartan UltraScale+系列有多达9款不同子型号,其中SU10P、SU25P、SU35P主打I/O扩展能力,SU50P、SU55P、SU65P主要面向板卡管理,SU100P、SU150P、SU200P适合物联网与工业互联场景。它们在逻辑单元、I/O总数、I/O逻辑比、片上内存、DDR/PCIe硬件IP、GTH收发器、封装等方面各有不同,其中小型器件有着非常高的I/O逻辑比,大型器件则加入了更多的高速串行收发器,适合边缘设备、传感和控制应用。该系列拥有最多21.8万个逻辑单元,配备最多26.79Mb片上内存(UltraRAM),具备多达572个I/O,以及高达3.3V的电压支持,可为边缘传感和控制应用实现任意连接。这还是AMD首款搭载硬化LPDDR5内存控制器的FPGA产品,最高频率4266MHz,同时继续兼容LPDDR4X,并支持最多8个PCIe 4.0接口。封装也非常灵活,提供CSP、BGA两种规格,尺寸小至10×10毫米,最大不过23×23毫米,中间还有12×12毫米。对比前代Spartan 7系列,更小的尺寸下可以支持更多GPIO。对比前代Atrix 7系列,更小的尺寸可以支持相同的LC用户逻辑数量,并且将软DDR内存控制器升级为硬化LPDDR5内存控制器。Spartan UltraScale+系列采用了经过验证的16nm FinFET制造工艺,相比28nm工艺的前代产品Atrix 7系列,可将总功耗降低多达30%,接口连接功耗降低最多60%。高能效之外更有高性能,对比Atrix 7系列架构性能提高了最多1.9倍,同时I/O数量增加1.2倍、I/O逻辑单元增加2.4倍、内存控制器带宽增加5倍、PCIe带宽增加4倍、收发器带宽增加2.5倍。安全功能也是一大重点,比如在IP保护方面,支持后量子密码技术(PQC),并具备获得NIST(美国国家标准与技术研究院)批准的算法,可抵御不断升级的网络攻击和威胁。支持物理不可克隆功能,可为每个器件提供唯一指纹,进一步提升安全性。为了防止恶意篡改,支持PPK/SPK密钥,可管理过期或受损的安全密钥,支持差异化功率分析,可防止侧信道攻击,支持永久性篡改惩罚,进一步防止误用。此外,新系列还最大限度地延长了正常运行时间,具备增强的单事件干扰性能,可快速、安全配置,并提升可靠性。开发工具支持也是AMD FPGA的一大优势,只需一款Vivado设计套件工具、一款Vitis统一软件平台,就可以支持全部的FPGA、自适应SoC产品组合,提供100多个软核,大大降低学习难度,并服务端到端的整个设计验证周期。AMD开发平台还可以提供可信赖的结果,包括经过PVT验证的性能、经过认证的功能安全,以及高级设计分析。2012年以来,Vivado设计套件一直保持着工具领域的领先地位。AMD FPGA产品都提供超过15年的超长标准生命周期,还可选长短不等的延长生命周期,最长可达10年。Spartan UltraScale+的标准生命周期支持,就可达2040年之后。这正是AMD FPGA能在市场上发展40多年,数十亿出货量的原因之一。AMD Spartan UltraScale+ FPGA系列样片和评估套件预计2025年上半年提供。相关技术文档现已推出,AMD Vivado设计套件工具支持则会从2024年第四季度开始。 ... PC版: 手机版:

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AMD Zen5锐龙9000系列正式发布:同频性能飙升16% 功耗骤降38% Zen5架构和之前的Zen3有些类似,属于一次大改版,深入底层变革,性能也有大幅度的提升,Zen2、Zen4则可以算作是小改版。照这样的规律看,Zen架构家族应该是遵循着1/3/5奇数代大改、2/4/6偶数代小改的原则和规律。Zen5架构的细节目前公开得很少,只说改进了分支预测精度和延迟、加宽流水线和矢量单元以提升吞吐量、加深整体窗口尺寸以提升并行度等。同时,新架构提升了前端指令带宽、二级缓存至一级缓存/一级缓存至浮点单元数据带宽、AVX-512指令吞吐量和AI性能,最高提升幅度可达2倍。制造工艺没有明确给出,可以参考之前的官方路线图。Zen4家族标注着5nm、4nm,而我们知道桌面版锐龙7000系列是CCD 5nm、IOD 6nm,而移动版锐龙7040/8040系列都是单芯片4nm。Zen5家族标注着4nm、3nm,按照这样的规律那应该是桌面版锐龙9000系列是CCD 4nm(IOD 5nm?),而移动版升级为单芯片3nm。当然,这个还有待进一步验证,上市后官网就会有详细的参数表。平均而言,Zen5相比于Zen4 IPC(每时钟周期指令数)提升了大约16%,可以粗略地理解为在同样的频率下,新架构平均快了16%之多。既然是平均值,部分场景下的提升幅度还会更大,比如GeekBench 5.4 AES XTS指令测试成绩提升了超过35%,Blender提升超过23%,LOL游戏提升超过21%,GeekBench 6文字处理成绩提升19%,CineBench R23跑分提升17%……锐龙9000系列依然是chiplet小芯片设计,包括两个或一个CCD、一个IOD。首发一共四款型号,都是X系列,对比现在的锐龙7000X系列同等定位的型号,核心数和缓存没变、加速频率不变或略高(基准频率都未公布),而在功耗上绝大部分都更低了,也就是能效大大提升。锐龙9 9950X:对比锐龙9 7950X,同样是16核心32线程、16MB二级缓存、64MB三级缓存、5.7GHz加速频率、170W热设计功耗。也就是说,表面上看,两代旗舰的核心规格一模一样(基准频率不详),但性能肯定会有相当大的提升,这就是新架构的贡献。锐龙9 9900X:对比锐龙7 7900X,同样是12核心24线程、12MB二级缓存、64MB三级缓存、5.6GHz加速频率,但是热设计功耗从170W降到了120W,幅度近30%。锐龙7 9700X:对比锐龙7 7700X,都是8核心16线程、8MB二级缓存、32MB三级缓存,加速频率增加了100MHz而来到5.5GHz,热设计功耗更是从105W骤降至65W,幅度达惊人的38%。锐龙5 9600X:对比锐龙5 7600X,都是6核心12线程、6MB二级缓存、32MB三级缓存,变化和锐龙7 9700X类似,也是加速频率提高100MHz,来到了5.4GHz,热设计功耗也从105W降至65W。其他方面,锐龙9000系列依然支持PCIe 5.0总线、DDR5内存,采用AM5封装接口。性能方面先看一组官方数据,锐龙9 9950X对比酷睿i9-14900K,号称生产力与内容创作领先最多达56%,游戏领先最多达23%。同时,锐龙9 9950X还有着领先一倍的PCIe 5.0图形带宽,大模型AI加速性能也可以领先20%。Intel下半年也会发布代号Arrow Lake的下一代高性能处理器,也就是第二代酷睿Ultra 200系列,重回高端桌面市场,和锐龙9000系列正面竞争,但时间上肯定会晚一些,预计要到秋季。如此一来,锐龙9000系列已经完全占据了先机。芯片图赏: ... PC版: 手机版:

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