SpaceX星链卫星终端用上AMD芯片，竟然还集成了Arm核心？

电子发烧友网报道（文/梁浩斌）AMD最近和英特尔联手组建了一个联盟，决心捍卫x86的市场地位。然而AMD自己也在投入到Arm处理器中，在自家的嵌入式产品中使用了Arm核心。
 
最近AMD在2024Q3财报中透露，SpaceX最新一代星链宽带终端，采用了AMD的Versal AI Core系列自适应SoC。而从AMD官网了解到，Versal AI Core系列是AMD Versal系列嵌入式SoC的第一代产品，其集成了双核Cortex-A72 和双核Cortex-R5F，另外还包含一个FPGA可编程逻辑模块，以及AI引擎和DSP引擎，三种类型的处理器集成到一颗SoC上。
 
那么为什么AMD会有产品使用Arm核心，Versal系列SoC又是什么来头？这篇文章将会回答这些问题。
 
源自赛灵思ACAP平台
 
AMD在2020年10月宣布收购赛灵思，并最终在2022年2月完成对赛灵思的全股票交易收购，赛灵思正式成为AMD全资子公司。而在今年，也就是2024年的5月，AMD发布了一则通告，宣布将所有赛灵思品牌的产品过渡至AMD品牌，包括芯片、电路板、配件以及相关的包装材料等，这也意味着赛灵思品牌将会在市场上消失，取而代之的是AMD品牌的FPGA产品。
 
赛灵思在2018年首次发布了Versal系列产品，当时是基于7nm工艺平台，同时是赛灵思ACAP平台（Adaptive Compute Acceleration Platform自适应计算加速平台）的首款产品。于是从今年5月开始，Versal系列也归到AMD品牌下。
 
Versal可以称为是一款颠覆性的产品，因为过去很多情况下，CPU、FPGA、GPU/DSP等类型的芯片，在计算应用中都是单独出现的。实际上不同类型的芯片在处理不同的工作时都有各自的优势，比如CPU主要适合标量处理，在具有不同决策树和大量库的复杂算法中更有优势；DSP、GPU等适合矢量处理，在并行计算上更加强大；而FPGA之类的可编程逻辑器件，可以针对特定计算功能进行定制，在延迟敏感和不规则数据结构等方面有优势。
 
所以Versal为了融合这些优势，采用了异构计算架构，提供了CPU、FPGA、向量计算单元等，与高宽带的片上网络融合在一起，软件实现可编程，官方宣称在雷达应用上比当时最快的FPGA快100倍。
 
Versal产品线最初包括Versal Prime基础系列、Versal Premium旗舰系列、HBM系列，还有融合AI引擎的AI Core系列、AI Edge系列和AD RF系列，以针对不同的应用。
 
比如在前面提到星链卫星宽带终端上就采用了AI Core系列的Versal自适应SoC产品，这个系列产品提供128到400个AI引擎核心。
 
 
第二代Versal性能大升级
 
今年4月，AMD宣布推出第二代Versal 系列SoC产品，包括第二代的Versal AI Edge系列和第二代Versal Prime系列，AMD表示第二代产品会相比第一代提高最高10倍的标量算力。
 
第二代Versal 自适应SoC首先的升级在于CPU核心从上一代的Cortex-A72，升级至Cortex-A78AE，GPU升级至 Mali-G78AE，实时核心依然是Cortex-R52。Cortex-A78AE是Arm在2020年推出的一款面向汽车自动驾驶场景优化的CPU核心，AE代表“Automotive Enhanced”。
 
从核心的选择上，也能够看出第二代Versal在应用定位上开始倾向智能汽车。
 
那么细分来看，第二代的Versal AI Edge产品的处理器核心数量增多，从4个应用核心和4个实时核心，到最高8个应用核心和10个实时核心，连接方面支持4个PCIe Gen5通道，DP1.4、USB3.3、10G以太网接口、UFS3.1等。
 
在AI性能上，AI引擎更换成AIE-ML v2模块，可选择从24单元到144单元，算力性能INT8稠密算力从31TOPS到最高184TOPS。FPGA模块的逻辑单元数量，上一代的AI Edge系列最低44K，最高1139K，而第二代最低是接近207K，最高1188K。DSP引擎也从上一代最高1312个，提升至2064个。
 
另外，第二代Versal AI Edge还新增了视频编解码单元 (VCU) 模块、图像信号处理器 (ISP) 模块和视频处理流水线 (VPP) 模块。这是为了满足ADAS和自动驾驶，以及工业自动化、机器视觉、医疗成像、嵌入式AI BOX等的应用需求。
 
AMD也表示，已经与斯巴鲁进行合作，将在其下一代ADAS系统EyeSight中采用AMD第二代Versal AI Edge产品。
 
另外，第二代的Versal Prime 系列则是面向传感器处理，新增高吞吐量视频处理的IP核心，支持最多8K的多通道工作流程，适合超高清视频流与录制、工业PC等应用，未来可能会用于下一代的超高清专业摄录设备上。
 
小结：
 
总结一下，AMD Versal系列自适应SoC是来自AMD收购赛灵思后的品牌合并，Versal系列产品从架构上理念十分先进，采用了异构的chiplet封装，融合Arm CPU、FPGA、AI Core等多种模块，实现强大的综合算力，适应更多不同场合的应用。从第二代开始能看到AMD正在将其定位到更精准的应用中，能够重新吸引市场关注还有待更多实际落地应用出现。