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)行實時交互與處理,，決定著整個系統(tǒng)的性能,，因此需要可編程邏輯來實現(xiàn)靈活的實時處理，包括連接任意傳感器和接口,，保證低時延,、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推理階段需要實時嵌入式系統(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,。
后處理階段需要實現(xiàn)決策,、控制、反饋,，一般使用高性能嵌入式CPU,。
這三個階段都必須能夠加速，才可以真正實現(xiàn)全系統(tǒng)的實時,。
但是,，之前沒有任何一類處理器可以同時針對三個階段進(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實時處理器核心，標(biāo)量計算性能預(yù)計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)計算能力，可實現(xiàn)靈活的實時預(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,。
正因為如此,，AMD第二代Versal才是真正的自適應(yīng)SoC，才能在單個器件中提供端到端的全程加速,。
單芯片設(shè)計的高級程度,，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，不需要在多個處理器之間共享,。
第二代Versal AI Edge系列器件通過采用最優(yōu)處理器組合,，能夠為AI驅(qū)動型嵌入式系統(tǒng)的全部三個階段進(jìn)行加速，滿足現(xiàn)實系統(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)用于實時處理，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,、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,、運行時、驅(qū)動,、固件等全套開發(fā)資源,，以及培訓(xùn)、文檔,、參考設(shè)計等,。
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,。
針對控制功能的實時處理單元(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,，因為未來需要通過車規(guī)級認(rèn)證,、安全認(rèn)證，尤其是高級別型號會用于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)化為實際應(yīng)用,，才能真正體現(xiàn)出來。
比如高級自動駕駛輔助系統(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計算卸載,，二代產(chǎn)品則主要是中央計算,。
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)會集成于斯巴魯?shù)牟糠周囆停瑢崿F(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)碰撞制動等等,，致力于實現(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，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,、參與早期使用計劃，AMD也正在與主要客戶進(jìn)行接洽,。
