Superwydajna platforma adaptacyjna dla AI i nie tylko

Versal to pierwsza adaptacyjna platforma akceleratora obliczeniowego – ACAP („adaptive compute acceleration platform”) od Xilinx Inc, dzięki której możliwe będzie dużo szybsze opracowywanie innowacyjnych rozwiązań dla wielu różnych aplikacji. Platforma Versal ACAP od Xilinx łączy w sobie wiele nowoczesnych rozwiązań i technologii, stanowiących heterogeniczny akcelerator dla zaawansowanych zróżnicowanych algorytmów ewolucyjnych. Platforma opiera się na trzech filarach (silnikach): Scalar Processing Engines (silniki przetwarzania skalarnego, opartego o układy ARM), Adaptable Hardware Engines (adaptowalne silniki sprzętowe), a także Intelligent Engines (silniki inteligencji). Silniki skalarne to jednostki, których celem jest wykonywanie intensywnych obliczeń, w oparciu o zaawansowane i złożone algorytmy. Zapewniać mają szybką odpowiedź czasową dla rozwiązań wbudowanych, jednocześnie dbając o wysoki poziom bezpieczeństwa przetwarzania. Silniki adaptacyjne to elementy zaawansowanej architektury, stworzone z myślą o dużej gęstości obliczeniowej, na każdy z rdzeni logicznych. Mogą być dynamicznie rekonfigurowalne w czasie pojedynczych milisekund. Silniki AI mają stanowić przełom w adaptacyjnym wykonywaniu zadań sztucznej inteligencji, jak również zaawansowanego przetwarzania sygnałów. Wbudowane jednostki DSP świetnie operują na liczbach zmiennoprzecinkowych i złożonymi operacjami MAC. Wracając do kwestii rekonfiguracji. Platforma daje szerokie możliwości w tym zakresie. Zarówno elementy sprzętowe, jak i oprogramowanie może być dynamicznie zmieniane i optymalizowane, zarówno przez deweloperów, naukowców, jak i projektantów sprzętu. Pomagają w tym liczne narzędzia, w tym programowane, a także biblioteki, komponenty IP, middleware, frameworki, itp. © Xilinx Duże możliwości konfiguracji to główna zaleta Versal. Pozwala na szybkie tworzenie nowych rozwiązań oraz ich dostosowywanie do zmieniających się potrzeb. Do budowy platformy skorzystano z nowoczesnych układów zbudowanych w oparciu o technologię FinFET 7 nm. Zapewnia to odpowiednią dużą wydajność. Portfolio tej platformy obejmować ma sześć serii urządzeń zaprojektowanych specjalnie z myślą o różnych zastosowań, zapewniając świetną skalowalność oraz efektywność przetwarzania AI, znacząco wspierając główne jednostki tworzonych aplikacji. Zakres zastosowań tej platformy, ze względu na jej duże możliwości i skalowalność, jest ogromny. Versal odnajdzie się zarówno w małych aplikacjach, końcówkach („edge”), dronach, motoryzacji, zastosowaniach sieciowych, także bezprzewodowych, serwerach, a nawet w lotnictwie. Pierwsze dwie serie: Prime oraz AI Core mają być gotowe i dostępne dla zainteresowanych przed drugą połową 2019 roku. Komponenty serii Prime uzupełnione mają być przez pozostałe dwie serie: Premium oraz HBM. Zaprojektowano je z myślą o aplikacjach przemysłowych, łączności, dużej przepustowości i integracji, z różnymi innymi elementami systemów, dla najbardziej wymagających aplikacji, jak podaje producent. Prime opierać się mają na dwurdzeniowych procesorach aplikacyjnych ARM Cortex-A72 i dwurdzeniowych procesorach czasu rzeczywistego Cortex-R5. Wpierane mają być przez 256 KB pamięci z funkcją ECC i ponad 4000 jednostek silnika DSP. Znajdziemy tu też ponad 2 miliony jednostek logicznych i 200 Mb pamięci UltraRAM, itd. Nie zabraknie też wsparcia dla nowoczesnych superszybkich interfejsów, takich jak: PCIe Gen4 (8 i 16 linii), CCIX, SerDes (32 Gbps) oraz SerDes PAM4 (58 Gbps), a ponadto do 6 kontrolerów DDR4 i do 4 MAC Ethernet, 700 wysoce wydajnych portów IO MIPI D-PHY, wsparcie LVDS, itd. Wszystko to ma zapewniać najwyższą wydajność, jak również wspomnianą skalowalność. Seria AI Core, jak również serie AI Edge oraz AI RF. Stanowić mają główne elementy przełomowego AI Engine. Celem jest zapewnienie super-wydajności i efektywności przy realizacji zadań AI, co wpływać ma na mocną redukcję opóźnień, zapewniając pracę algorytmów AI niemal w czasie rzeczywistym. Pięć układów serii AI Core opierać się ma na silnikach AI, w liczbie od 128 do 400. Operować mają na podobnych procesorach jak seria Prime, lecz wspierane przez 1900 jednostek DSP. Podobnie też są wyposażone. Pewną różnicą są min. dodatkowe bloki akceleratorów RAM, specjalnie zaprojektowane z myślą o silnikach i funkcjonalności AI. Pełną tabelę produktową, z wylistowanymi parametrami oraz wyposażeniem można znaleźć pod linkiem poniżej: PRIME: https://www.xilinx.com/support/documentation/selection-guides/versal-prime-product-selection-guide.pdf AI-CORE: https://www.xilinx.com/support/documentation/selection-guides/versal-ai-core-product-selection-guide.pdf