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AMD自适应SoC首次集成封装上内存!32GB LPDDR5X、15年生命周期

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AMD FPGA和自适应SoC产品线再添新军!

第二代AMD Versal Premium系列自适应SoC现已正式发布,包括多个不同版本,核心型号就是首次集成了大容量、高带宽、低功耗LPDDR5X内存的第二代Versal Premium MoP。

MoP也就是Memory on Package(封装上内存),这也是AMD Versal系列首次片上封装内存,开辟了新的路径。


众所周知,如今RAM内存市场空前紧张,AI数据中心抢走了几乎所有产能和供应,导致内存成本和价格持续飙升,需要集成内存的产品和设备也水涨船高,从厂商、客户到消费者的选择空间都被严重挤压。

与此同时,AMD Versal系列自适应SoC产品所对应的嵌入式市场,正变得更智能、更小巧,也需要更多的内存,无论传统应用还是AI大模型都对内存极为渴求。

这种情况下,客户就不得不在内存性能、容量、空间乃至生命周期、使用环境之间纠结和权衡。


在过往,HBM高带宽内存是一个优秀的选项,尤其对于高性能产品而言,其大容量、高带宽、高集成度都非常合适。

AMD 2018年就推出过Virtex UltraScale+ HBM FPGA,集成了16GB HBM,带宽达460GB/s。

2022年,AMD又发布了Versal HBM自适应SoC,集成32GB HBM,可提供840GB/s高带宽。

但是,它们仅面向数据中心市场,无法提供10-15年的超长生命周期供货支持,也无法在0℃以下的低温环境获得认证,而且HBM的高功耗和高发热也是个问题,导致它难以小型化。

如今,内存行业形势突变,HBM完全服务于数据中心AI市场,DDR/LPDDR消费级内存的空间也被严重挤压,主流嵌入式市场不得不寻求新的突破,这正是AMD Versal Premium系列努力的新方向。


于是,我们就看到了第二代的AMD Versal Premium系列,而且提供多种灵活的部署方式。

它完整继承了第一代产品成熟的架构和诸多优秀特性,包括32G NRZ、PCIe 5.0、Arm子系统、112G SerDes GTM、600G以太网、400G加密,等等。

在此之上,第二代升级加入了PCIe 6.0、128G SerDes GTM2、DDR5/LPDDR5X、64Gbps CXL 3.1与内存池化。

与AMD EPYC处理器搭配使用时,PCIe 6.0、CXL 3.1可以实现高速数据传输,从而加速数据密集型应用。

这次推出的第二代AMD Premiup MoP,更是把LPDDR5X内存整合封装在了一起,更智能、尺寸更小,这也是AMD第一次这么做。


第二代AMD Versal Premium产品一共有三种不同版本:

一是SoC+独立DDR5内存,编号VSVA3224,其中内存可以直接焊接在PCB上,也可以是独立RDIMM插槽的方式,最多四条,最高频率6400MT/s,最大容量512+GB,适合空间不受限、需要大容量内存的。

二是SoC+独立LPDDR5X内存,编号2VP3602,最多八颗LPDDR5X焊接在PCB上,和SoC并排。

内存配置为32-bit单通道,单颗容量4GB(32Gb),总计最多32GB,而频率为8533MT/s,带宽为270GB/s。

三是SoC+封装LPDDR5X内存,也就是MoP,编号2VP3622,最为紧凑。

内存放了四颗,单颗容量增至8GB(64Gb),总计同样是32GB,而且采用64-bit双通道,搭配9000MT/s高频率,带宽高达288GB/s,更胜一筹。

另外,所有版本都增加了第三个PCIe控制器,与原有的两个PCIe 6.0 x8形成互补。


第二代Versal Premium MoP就长这样,上方是SoC计算芯片本体,集成了LPDDR5X内存控制器,下方是四颗LPDDR5X内存芯片。

由于已包含经过预验证的封装内LPDDR5X内存接口,从SoC到LPDDR5X之间的互连更简单,不需要在PCB上另行单独布线连接,从而简化了设计、节省了成本。

另外,内存与基板的间距仅为0.4毫米,连接更短,效率更高。


这是从侧面看,对比之前的Versal HBM和如今的第二代Versal Premium MoP。

Versal HBM使用SSIT(堆叠硅互连技术)或者CoWoS(芯片-晶圆-基板封装技术),也就是SLR(超级逻辑区域)和HBM之间通过中介层连接。

第二代Versal Premium MoP是直接用封装基板连接SLR、LPDDR5X,不需要转接板和中介层(很复杂很昂贵)。

这种设计的好处还是很多的,包括制造更简单、扩展更灵活、供应链更方便。


这是LPDDR5X内存独立集成与封装集成对比,可以看出后者是多么紧凑。

独立方案的整体面积为107×74=7918平方毫米,其中SoC面积55×55=3025平方毫米,单颗内存面积为12.4×8=99.2平方毫米。

MoP集成方案的总面积则是55×57.5=3162.5平方毫米,缩小了整整60%之多。

节省出来的空间,可用来搭配OCP网卡、半高半长PCIe扩展卡等更多设备,或者定制更小尺寸的设备外形。

同时,该方案消除了外部的板级内存接口,减少了PCB层数和设计、验证的工作量,PCB底部间距为0.4毫米,但对于用户来说面对的是0.92毫米间距,操作更加简单。


得益于更高的集成度、更小的封装尺寸、更简化的整体设计,第二代AMD Versal Premium MoP通过单一完整架构,即可为客户提供已架构、已设计、已验证的方案。

这样一来,客户就不再需要单独设计内存架构与接口、元器件选型与认证、原理图布局与设计、电源与信号完整性分析、板级验证等环节,直接开始设备层面的设计,从而大大缩短设计周期,最多可达几个月之久,可将产品快速推向市场,抢占先机。


第二代AMD Versal Premium MoP的另一个突出优势就是经久耐用。

它支持-40℃到110℃的工业级宽温范围,可适应苛刻的环境,随时兼顾性能与可靠性。

通过采用JEDEC标准兼容的LPDDR5X内存组件,生命周期更是长达15年之久,可以大大降低内存供应、价格波动的风险,客户在供应方面完全放心。

同时,得益于MoP集成封装,安全性方面也得到了很大的提升,因为外部攻击无法深入到内存接口。

PCIe完整性和数据加密(IDE)作为PCIe 6.0的核心新特性之一,通过在链路层对传输中的数据进行保护,帮助抵御物理攻击。

集成控制器中的DDR内存加密功能,无需占用可编程逻辑资源,即可帮助保护静态数据。

硬化400G高速加密引擎,支持高带宽安全处理,可以在不牺牲吞吐量的前提下增强安全性。


这些都是第二代AMD Versal Premium MoP非常适合的应用领域。

比如音视频与广播,它可以实现高密度的视频处理,提供足够高的带宽,具体包括多通道视频、实时AI视频、IP交换与ST 2110、摄像与成像等。

再比如测试与测量,可以完美适配标准的3U PXI的机箱,而且这个领域的客户非常注重快速的产品上市时间,因为竞争非常激烈。

同时,该领域的客户非常看好下一代连接技术,收发器搭配双PCIe 6.0 x8,可以打造面向未来的测试平台,还有PXI/PXIe仪器、无线测试仪、示波器与分析仪、信号生成和任意波形发生器(AWG)等等。


第二代AMD Versal Premium MoP将在2026年第四季度推出样片,2027年第三季度量产供货。

非MoP标准版速度更快,现已推出样片,2026年第四季度就能量产供货。

软资源方面,相关早期文档现已推出,MoP、非MoP版本的SoC芯片是一致的,所以早期文档也很多都是通用的。

Vivado工具现在已提供非MoP版本的Beta 2测试版,2026年第三季度将会推出MoP版本的正式版。


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