SemiUnion報道，三十多年前，賽靈思公司推出了全球第一款FPGA產品XC2064。當時，這款FPGA產品只是一顆采用2μm工藝，包含64個邏輯模塊和85000個晶體管，門數量不超過1000個的芯片。
然而，這款產品的發布就像為集成電路芯片配備了“五彩畫筆”，賽靈思自己可能都沒想到，FPGA從此大放異彩。
隨著技術的不斷發展，FPGA的功能和集成度不斷提高，FPGA在系統中逐漸由配角變成主角，從普通的膠合邏輯擴展到業務處理原型機應用以及大規模量產設備中。
因為可編程性，也有人把FPGA比作是集成電路領域的“橡皮泥”，什么集成電路都能模仿，堪稱萬用IC，你想捏成什么樣就捏成什么樣，捏的不好，可以重新再捏。
由于可塑性高，自1985年被Xilinx發明以來，FPGA的容量增長超過一萬倍、速度增長超過一百倍，同時其成本和功耗均降低了超過一千倍。
然而，可編程器件的發展不僅僅是集成更多查找表的軍備競賽，如何貼近應用，為應用優化才是需要優先考慮的事項。
3月11日，賽靈思舉辦網絡媒體發布會，宣布推出新三款Versal ACAP產品——Versal™Premium。在此之前，賽靈思Versal ACAP相關產品已經發布了AI Core系列和Prime系列。
據了解，最新的Versal Premium系列具備高度集成且功耗優化的網絡硬核，是業界帶寬最高、計算密度最高的自適應平臺。Versal Premium專為在散熱條件和空間受限的環境下運行最高帶寬網絡，以及那些需要可擴展、靈活應變應用加速的云提供商而設計。
圖片來源：賽靈思
直面5G時代網絡轉型的挑戰
有線通訊市場一直是可編程器件的傳統應用領域。
在過去的幾十年中，隨著通訊的內容從語音、文字、圖片走向高清視頻，對帶寬和處理能力永不滿足的需求一直主導著這個領域的飛速發展。
無論是5G的建設，還是COVID-19疫情帶來的遠程辦公、遠程教育的一夜普及，都對作為基礎設施的有線網絡設備提出了新的要求。
在發布會上，賽靈思產品線營銷與管理高級總監Sumit Shah認為，隨著應用逐漸多元化和工作負載（比如智能設備、視頻流、物聯網、企業等）的數據爆炸性增長，使得核心網正面臨巨大的壓力。數據顯示，2019年區域流量容量提升了100倍，帶寬年復合增長率達到了51%。
圖片來源：賽靈思
隨著5G網絡投入運營，數據的爆炸性增長，對于整個網絡基礎設施提出了更高的要求，這也加速驅動了網絡轉型。
為應對這樣的挑戰，Versal Premium新集成了400G以太網，600G Interlaken等接口的多端口全協議完整支持能力，強化了低速率下多端口處理能力。在功能上，還集成了112Gbps高速串行端口、最大4x400Gbps帶寬的AES-256/MACSec加密處理能力、1納秒精度級別的時間戳能力等。
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這些內建集成的功能模塊與可編程邏輯部分相配合，為新一代大容量通訊系統的設計提供了堅實的基礎。
由此看出，賽靈思Versal Premium已經為支持包括有線通訊應用在內的大容量大帶寬場景做好了準備。
1可以等于22
事實上，作為業界首款自適應計算加速平臺（ACAP），Versal是一個功能遠超常規芯片架構的革命性全新異構計算器件類別。
而全新的Versal Premium采用臺積電（TSMC）7nm工藝制程打造而成，融軟件可編程能力與動態可配置硬件加速、預制連接和安全功能為一體，為加快產品上市進程提供了強大引擎。
作為Versal ACAP的最新產品系列，Versal Premium系列可提供比當前FPGA高達三倍的吞吐量，且內置以太網、Interlaken和加密引擎以打造快速、安全的網絡。該系列提供了當前部署主流FPGA兩倍的計算密度，同時還面向持續擴展的多元化且不斷演進的云工作負載及網絡工作負載，提供了靈活應變的能力。
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此外，按照賽靈思高端ACAP和FPGA產品線高級經理Mike Thompson的介紹，Versal Premium系列規模化的網絡IP集成，提供了等效22個16nm FPGA的邏輯密度，極大縮減了開發者在設計基礎架構與連接上的投入，可以使得開發者將更多的精力專注于差異化。同時，這也使得Versal Premium系列能夠超越摩爾定律的局限，實現新一代的帶寬與處理能力，并且能夠顯著降低資本支出與運營成本。
圖片來源：賽靈思
賽靈思Versal Premium系列基于已經發布且當前正在供貨的Versal AI Core與Versal Prime ACAP系列而打造。配合Vitis™統一軟件平臺與Vivado®設計套件，Versal Premium可為軟件與硬件開發者提供完整的解決方案堆棧，助力實現最高生產力。
據悉，Versal Premium系列將于2021年上半年開始為早期用戶提供樣品。目前已提供文檔，客戶可立即使用Versal Prime評估套件開始原型設計。Versal Prime器件與Versal Premium器件擁有眾多相同的架構模塊，支持引腳遷移至Versal Premium。
附發布會精彩問答：
提問：新的Versal Premium系列在引擎和金融設計上應用了消費級的產品，請問前期系列推出的背景以及應用場景是什么？第二，對目前通用的處理器，7納米工藝能夠為Prime在能效比上帶來多大的競爭力？我想Prime的能效是不是說Premium，就是我們今天的這個產品，使用了新產品的名字。
Mike Thompson：關于第一個問題，這個產品一般不會去進入到消費產品領域，它一般更多的是用于一些網絡設備、計算硬件和測量的設備。
關于第二個功耗的問題，7納米是Versal Premium的優勢，Versal Premium功耗優越性主要是由于它大規模集成，如果你把以太網Interlaken和加密引擎全部用軟件邏輯去做的話需要一堆FPGA去做，但是由于Versal Premium只是一個ASIC硬核，所以它的效率能夠提高很多。
另外我們在FPGA和ACAP的架構上也有很大的優勢，Angelix系列產品功耗性能只趕上上一代FPGA UntraScale+的產品水平。
提問：目前是否有運營商已經有大規模應用意向，我們的產品性能這么高，會不會非常昂貴，限制了它在市場的應用規模，我們估計未來到底有多大的市場規模？
Mike Thompson：我們看到已經有很多的市場都對Versal Premium表示非常濃厚的興趣，比如說有電信方面的，還有全域網、交通網的，也有來自于數據中心加速的、測試和測量的都希望拿Versal Premium去做有關的測試。Versal Premium是一款非常高端的產品，所以如果有些客戶想要部署一些最尖端、最先進的技術來抓取市場份額的話，是宜早不宜遲，從現在就要開始利用這些功能，所以我們針對的目標客戶并不是希望能夠實現成本最低的客戶。而且現在隨著摩爾定律的消亡，我們看到芯片并不會隨著技術節點一個一個的推進，成本越來越低，所以現在最基礎的成本要么是維持現有水平，要么是在不斷增加。但是由于Versal Premium有非常大規模的集成，我相信我們的客戶在我們產品線當中也會越來越多的看到價值。
提問：可不可以舉一個例子說我們現在有哪些對外公布的客戶已經在采用Versal Premium進行早期的開發？客戶可以通過什么樣的渠道獲得評估套件？在市場上Versal Premium對標的競爭產品是什么？
Mike Thompson：第一個問題涉及到保密信息，所以還不能對外公布哪些客戶在做早期的開發。另外我們的評估套件和Versal Premium器件現在都可以通過賽靈思的標準銷售渠道，用的是賽靈思直銷，是我們全球分銷合作伙伴都可以進行獲得。
Sumit：其實市場上并沒有和Versal Premium完全一樣的產品，所以我們之前就說ACAP是我們全新器件的品類，如果一定要對標的話，那就是我們的競爭對手Angelix。但是這個比較也不是特別恰當，首先Versal Premium集成規模和程度要遠遠高于Angelix，而且Premium產品組合的范圍也比它廣得多。
如果大家來看看英特爾Angelix材料的話，可以看到他們的FPGA跟我們的ACAP還是有非常大的區別，比如處理節點，他們是10納米，我們是7納米，而且剛才Mike給大家介紹所有的集成，英特爾的產品是沒有的。
提問：中國5G電網速度非常快，三大運營商都開始5G核心網招標，但是賽靈思Versal Premium 2021年才能供貨，是否能夠及時搶占這一市場？
Mike Thompson：5G的運營商一般使用的是Versal的AI Core系列產品，到今年年底應該能夠大規模生產，所以我們Versal系列產品可以很好地滿足電信運營商的需求。如果我們來看一下這個預測，關于核心網絡，其實它的高峰應該是在2023年，也就是三年之后，并不是說5G本身，核心網絡建設要比無線網的投資要晚兩到三年的時間，所以如果客戶現在能夠用Versal Premium去做開發和設計，是能夠趕上2023年收入爆增的機遇，所以我們現在推出Versal Premium也是幫助客戶能夠抓住2023年銷售的機遇，并且從現在開始進入我們的生態。這是一個非常有洞見的問題，感謝大家的提問。
提問：去年6月份賽思宣布交付了Versal AI Core和Versal Prime系列器件，大半年以來，客戶和市場的反靈饋怎么樣？
Mike Thompson：Versal AI Core和Versal Prime現在已經是有幾百家客戶，反響非常好，而且在大家的支持下他們也希望我們能夠加速它的生產，Versal AI Core大概能夠提速2個季度，在今年的時候就能夠生產。
記者：看到Versal Premium支持PCIE Gen5很令人驚訝，因為它提高的帶寬很多生態系統還在努力解決SI的問題，您認為這些問題在2021年能解決嗎？
Mike Thompson：關于這些問題肯定可以解決，因為很多客戶碰到的SI的問題主要來自一些及時可用的收發器，而且賽靈思有非常悠久的傳統和歷史，就是我們開發自己的收發器的技術，在過去三代的產品來看，我們在收發器技術方面的執行質量都是非常不錯的。32G收發器，也就是PCIE第五代收發器，其實它量產已經有很多年時間了，質量都非常好，我們對它的特性也非常熟悉。而且這個PCIE Gen5這個其實已經在16納米的級別上有部署了，所以我們對于它的相關SI挑戰是非常清楚的，我們也相信有能力去解決PCIE在這方面一些額外的需求。
提問：您認為在邊緣服務器領域Versal Premium會有多大的市場？
Mike Thompson：在邊緣服務器領域肯定有很多的優勢需要加速，Versal的功耗非常優越，能夠實現硬件基礎上軟件的加速。而且主要要看他們希望能夠實施的一些工作負載，比如說圖像處理還是視頻分析，這些采用Versal都是比較合適的應用。另外在智能網絡界面卡和智能存儲方面應該也有用途。
提問：我們一直在提到摩爾定律已經消亡，但是賽靈思這次打破摩爾定律，通過Versal Premium對下一帶帶寬處理速度突破很大的限制，在突破這些限制的時候遇到了哪些技術難點？
Mike Thompson：這是一個非常好的問題，隨著摩爾定律的消亡，晶體管不會自然而然變得更快、功耗更低或者成本更低，因此我們需要新的創新去突破芯片節點式的技術推進。絕大多數創新都是來自于集成，比如我們看一下我們集成的這些技術和之前FPGA進行比較的話，可以說有很多都是可以被我們的產品取代的現有技術，正是通過這樣的方式，我們才能夠超越摩爾定律。而且除此以外，我們ACAP尤其是Versal Premium它的集成非常豐富，也是非常廣泛的，比如我們有應用處理器、實時處理器、平臺控制器，還有存儲器界面和各種各樣的連接，所有這些都能夠為客戶提供非常高效的解決方案，所以客戶不需要拿一塊很大的板上面各自去裝，只需要一個器件Versal Premium就可以實現了。
提問：我們看到賽靈思在Versal Premium上運用了大量AI技術，對于人工智能，對于賽靈思是看到了什么樣的方向？Versal Premium產品對未來人工智能市場帶來什么樣的影響？
Mike Thompson：首先我們要看到的是Versal Premium產品組合是非常廣泛的，它包含有一個專門系列的產品就是去服務AI方面的需求。Versal Premium在圖形識別方面特別出色，尤其是DSP，尤其是根據我們前代產品來開發DSP算法的客戶。而且Versal Premium和ACAP可以支持非常廣泛的數據類型，可以支持很多種的算法，這些算法就能夠包含所有這些數據類型，可以通過Versal Premium和ACAP非常輕松容易地去做加速。而且我相信隨著越來越的客戶認識到ACAP的實力，我們也會越來越多的獲得在這方面客戶的市場份額，尤其是GPU的客戶，因為現在可能很多客戶對我們的了解還不夠深入，尤其是我們Versal Premium，比如說它有非常優越存儲器的帶寬，而且它有非常優越的片上存儲器，它能夠批量處理一次一個的任務。而且FPGA吞吐量的特性是它要做大批量的處理，所以會形成時延瓶頸，所以有很多小的任務必須積少成多之后才去交給GPU去處理，這就會導致性能低下，時延變長，而且客戶也不愿意在旁邊等著這個過程的完成。還有ACAP和FPGA我們一次可以只處理一項工作任務，比如說CPU可以直接把這項任務直接交給我們的虛擬加速器就可以非常輕松，以便迅速的去完成。
提問：5G到來之后，對帶寬和軟硬件處理性能提出了更高的要求，我們注意到Versal Premium在帶寬方面有著非常顯著的提升，我們的產品是否給5G技術領域的部署帶來全新的改變？
Mike Thompson：我不敢說它會對5G部署帶來全新的變化，但是它肯定能夠支持5G的部署，比如能夠有100倍的帶寬需求，現在我們肯定不可能實現，所以必須要有全新的方法去做，那么我們新的產品是能夠支持這樣的5G部署的。
Sumit：剛才Mike給大家介紹的是Versal Premium對于網絡和數據中心設計方面能夠起到的作用，但是對于5G網絡部署本身，其實我們有Versal Core、AI Core的系列，我們現在MPSoC和RFSOC這些都是5G部署會用到的我們的技術，具體大家也可以看到我們IG產品系列的途徑。
提問：能否談一下賽靈思方案與ASIC方案相比的優勢？我們談到關于編程語言的問題，類似思科和英特爾等這些競爭對手在他相應的產品上使用了P4編程語言來提升交換機的可編程能力，賽靈思方案如何進一步提升編程語言方面？可以對比一下VITIS在這方面應用與P4的差異嗎？
Mike Thompson：首先來說說和ASIC的比較，首先ASIC開發時間非常長，要兩到三年的時間才能夠從開始到出器件，而且它需要大量的投資。Versal首先我們是花錢10億美元把它推向市場，而且ASIC成本非常高，它第一個器件做出來需要1億美金都擋不住，而且三年之后才能夠實現，而ACAP和FPGA可以采用當今最先進的技術馬上就可以開發出來。給大家舉兩個例子，分別是網絡和計算。首先是800G以太網在今后幾年應該會標準化，如果是ASIC的話，它要符合以太網新標準的話，它必須要等到800G所有的規格都完成都出現之后才可以進行。所以如果主要投資ASIC的話，要等所有技術規格、標準規格都確定之后，再過兩到三年的時間才能夠開發完成，如果是Versal Premium，明年初的時候它就可以支持800G以太網，而ASIC要落后兩到四年。
這是一個非常好的問題，我來給大家回答一下，我們就舉卷積神經網絡的例子CNN，它的算法是一直在變化的，無論現在圖像識別使用的什么算法，再過一段時間它肯定會變化。所以如果是ASIC有兩到三年周期的話，無論它什么時候上市，它對神經應用網絡來說肯定是過時的。
提問：Versal Premium有哪些明顯的競爭優勢？另外臺積電也已經開始應用，請問賽靈思是否開始部署使用更新技術保持競爭力？
Mike Thompson：賽靈思和臺積電在好幾代以前就共同開發了SSIT2.5D的集成技術（堆疊硅片互聯技術(SSI，Stack Silicon Interconnect)），它是一個數量非常高而且質量也非常高的一個組裝技術，但是這并不是獨家的一個組裝技術。很多芯片制造廠商都在使用，是非常廣泛成熟的一個技術，而EMIB這個技術現在只有一家供應商，所以這本身也是一個巨大的挑戰，而且它的架構在熱處理方面也有很大的挑戰。另外，EMIB收發器有很多熱點，這會帶來很多的問題，比如互聯IT、糾錯功能方面有很多散熱是有問題的。而且EMIB只有一家供應商，所以這也大大影響了它的靈活性，不像除了臺積電還有很多其他生產廠家都可以提供。片上可編程網絡并不是關于組裝的技術，它可以說是在芯片上的一種通信網絡，可以實現引擎之間的互聯，甚至可以涵蓋整個芯片，但是功耗非常低。而且Versal的片上可變成系統比市場上其他任何的產品功能都要強大，比如它的服務質量，還有帶寬，還有預置的架構，它的性能是最優越的。
關于下一代芯片技術的路線圖，目前我們還不變透露。但我們非常密切關注供應商推出的技術情況，能夠適時采用合適的技術來應對市場的挑戰。這一點，賽靈思擁有絕對的領先地位。Versal Premium能夠以3倍帶寬打造最快速最安全的網絡，能夠實現2倍計算密度的靈活應變加速，并且高度集成的硬件軟件平臺提高生產力，對我們的客戶來說，提高生產力就意味著能夠以最快的速度上市。它是在自適應平臺上突破集成了功耗優化的網絡硬核，2021年上半年開始芯片采樣，客戶能夠立即開始使用。
