AMD เปิดตัวชิป Versal Prime Gen 2 SoC ใหม่รวม FPGA และ Arm Cortex-A78AE/R52 ในแพ็กเกจ 23×23 มม.

AMD ได้เพิ่มชิปใหม่อีก 3 รุ่นเข้าสู่กลุ่มผลิตภัณฑ์ Versal Prime Series Gen 2 ได้แก่ Versal 2VM3454, 2VM3254 และ 2VM3104 ซึ่งได้รับการออกแบบมาสำหรับงานที่มีข้อจำกัดด้านพื้นที่ติดตั้ง เช่น ระบบ Pro AV, งานออกอากาศ (Broadcast) และอุปกรณ์ Industrial IoT โดยชิปใหม่เหล่านี้สามารถให้สมรรถนะการประมวลผลแบบสเกลาร์ได้สูงสุดถึง 100,000 DMIPS ในแพ็กเกจขนาดเล็กเพียง 23 x 23 มม.

ก่อนหน้านี้ AMD ได้เริ่มจัดส่งชิป Versal Prime Gen 2 Series รุ่นแรกสำหรับการผลิตจริง คือ Versal 2VM3858 ตั้งแต่ช่วงปลายปีที่ผ่านมา ขณะที่ 2VM3558 ได้เข้าสู่การผลิตเต็มรูปแบบแล้ว และ 2VM3358 อยู่ในขั้นตอนการส่งตัวอย่างให้ลูกค้าทดสอบ (sampling) สำหรับชิปรุ่นใหม่ทั้งสามรุ่นนี้ AMD ระบุว่าได้รับการออกแบบให้มีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น พร้อมระบบประมวลผล (Processing Subsystem) ที่ได้รับการปรับแต่งให้เหมาะสมกว่าเมื่อเทียบกับรุ่นก่อนหน้า แม้ว่าจะมีจำนวนคอร์ลดลง แต่ยังคงสามารถมอบประสิทธิภาพการประมวลผลแบบ scalar computeได้สูงกว่า AMD Adaptive SoC รุ่นปัจจุบันถึง 5 เท่า

สเปคของ AMD Versal Prime Series Gen 2 (2VM3104, 2VM3254 และ 2VM3454) :

Processor Subsystem (PS)
- APU – Quad-core Arm Cortex-A78AE พร้อม แคช L1 ขนาด 64 KB (รองรับ Parity และ ECC), แคช L2 ขนาด 512 KB และแคช L3 ขนาด 2 MB ต่อคลัสเตอร์
- Real-time Processor – Hexa-core (6x) Arm Cortex-R52 พร้อมแคช L1 ขนาด 32 KB (พร้อม ECC) และหน่วยความจำ TCM ขนาด 128 KB (พร้อม ECC)
- GPU – GPU แบบฝังในตัว Arm Mali-G78AE แบบ single-core
- Video Codec Unit (VCU) – 1x hardened tile ในรุ่น 2VM3254 และ 2VM3454 รองรับการเข้ารหัสและถอดรหัสวิดีโอ HEVC & AVC สูงสุดที่ความละเอียด 4K 60fps พร้อมรองรับสีแบบ 4:4:4 และความลึกสี 12 บิต (ไม่มีในรุ่น 2VM3104)
- หน่วยความจำ – หน่วยความจำภายในชิป 1 MB พร้อม ECC
Programmable Logic (PL) และ DSP
- System Logic Cells – สูงสุด 564,760 (รุ่น 2VM3454)
- LUTs – สูงสุด 258,176 (รุ่น 2VM3454)
- DSP Engines – สูงสุด 1,140 (รุ่น 2VM3454)
หน่วยความจำ
- รองรับหน่วยความจำ DDR5 ความเร็วสูงสุด 6400 Mb/s และ LPDDR5X ความเร็วสูงสุด 8533 Mb/s; แบนด์วิดท์หน่วยความจำรวมสูงสุด 102 GB/s
- หน่วยความจำ PL รวม – สูงสุด 45.4 Mbit
สตอเรจ – รองรับ UFS 3.1
การแสดงผล – DisplayPort 1.4
ระบบเครือข่าย
- สูงสุด 2x 100Gbps Multirate Ethernet MAC ในรุ่น 2VM3454 (1x ในรุ่น 2VM3104 และ 2VM3254)
- รองรับ Ethernet ความเร็ว 10Gbps และ Ethernet ความเร็ว 1Gbps
USB – รองรับ USB 3.2 และ USB 2.0
ขา I/O อื่นๆ – สูงสุด 16x GTYP Transceivers (เฉพาะ PL) สูงสุด 32 Gbps (4x ในรุ่น 2VM3104; 8x ในรุ่น 2VM3254)
การขยาย– PL ใช้คอนโทรลเลอร์ PCIe Gen5x4 controller ในรุ่น 2VM3254 และ 2VM3454 (ไม่มีในรุ่น 2VM3104), PS ใช้ PCIe Gen5 x4 ในทุกรุ่น
ความปลอดภัย
- Application Security Unit และเพิ่มความสามารถด้านความปลอดภัยของระบบโดยรวม
- รุ่น 2VM3454 มี High-Speed Crypto Engine (HSC) สำหรับงานเข้ารหัสข้อมูลความเร็วสูง
แพ็กเกจ
- 2VM3104, 2VM3254 ขนาด 23×23 มม.
- 2VM3454 ขนาด 29×29 มม.

การผสานการทำงานระหว่างคอร์ Arm Cortex-A78AE และ Arm Cortex-R52 ช่วยให้ SoC เหล่านี้สามารถรองรับทั้งงานประมวลผลที่มีความซับซ้อนและงานควบคุมแบบเรียลไทม์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ขณะที่ส่วน Programmable Logic ยังช่วยให้นักพัฒนาสามารถประมวลผลข้อมูลจากเซนเซอร์ต่าง ๆ ได้อย่างรวดเร็วและตอบสนองแบบเรียลไทม์, AMD ยังได้เพิ่มฟีเจอร์ด้านความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของระบบตามมาตรฐาน ASIL D และ SIL 3 ทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้คอนโทรลเลอร์ด้านความปลอดภัยแยกต่างหาก ส่งผลให้สามารถลดขนาดและความซับซ้อนของระบบโดยรวมได้ นอกจากนี้ นักพัฒนายังสามารถอัปเดตอัลกอริทึมหรือปรับปรุงฟังก์ชันการประมวลผลวิดีโอในอนาคตได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนฮาร์ดแวร์

แม้ว่า AMD จะเปิดตัวรุ่น 2VM3654 ไปก่อนหน้านี้แล้ว แต่ชิปรุ่นดังกล่าวก็ใช้ขนาดแพ็กเกจและรูปแบบการติดตั้งเดียวกัน ทำให้ชิปใหม่ในตระกูลนี้สามารถนำไปใช้งานบนแผงวงจร (PCB) ทาง AMD ยังระบุเพิ่มเติมว่า ชิปขนาดเล็กรุ่นใหม่เหล่านี้มีความหนาแน่นของ Programmable Logic ต่อพื้นที่ (ต่อตารางมิลลิเมตร) สูงกว่าชิปขนาดใกล้เคียงกันที่ใช้ซีพียูแบบ 8 คอร์

มีเครื่องมือพัฒนาที่ครอบคลุมทั้งส่วนฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ โดย Vivado ใช้สำหรับการออกแบบวงจรระดับ RTL ด้วยภาษา Verilog และ VHDL ขณะที่ Vitis สำหรับสร้างซอฟต์แวร์ที่ทำงานบนคอร์ประมวลผล Arm Cortex-A78AE และ Arm Cortex-R52 นอกจากนี้ AMD ยังพัฒนาและดูแล Embedded Development Framework (EDF) ซึ่งสร้างขึ้นบนพื้นฐานของ Yocto Linux โดยมาพร้อมอิมเมจ Linux ที่พร้อมใช้งาน รวมถึงไดรเวอร์สำหรับระบบวิดีโอ, GPU และหน่วยความจำความเร็วสูง อีกทั้งยังรองรับการรันโปรแกรมแบบ Bare-Metal บนคอร์เรียลไทม์

ปัจจุบัน AMD ได้เปิดให้ใช้งานเครื่องมือพัฒนาในโครงการ Early Access สำหรับชิป Versal 2VM3654 แล้ว ขณะที่ Versal 2VM3454 มีกำหนดเริ่มส่งตัวอย่างให้ลูกค้าทดสอบภายในช่วงปลายปี 2026 ส่วนรุ่นขนาดกะทัดรัด 2VM3254 และ 2VM3104 คาดว่าจะเริ่มวางจำหน่ายในปี 2027 โดยการสนับสนุนเครื่องมือพัฒนาเวอร์ชันสำหรับการผลิตจริง (Production Release) จะทยอยเปิดให้ใช้งานตามกำหนดการของแต่ละรุ่น สามารถศึกษารายละเอียดเพิ่มเติมได้จากหน้าเว็บผลิตภัณฑ์ และข่าวประชาสัมพันธ์

แปลจากบทความ : AMD launches Versal Prime Gen 2 2VM3454, 2VM3254, and 2VM3104 adaptive SoCs in compact 23x23mm packages