“借道”MoP封装，AMD打破“存储墙”与“空间锁”

作者：毛烁

网络设备正从100G、400G迈向太比特级互联，视频处理从4K升级至8K乃至沉浸式应用，无线通信开始向6G演进，边缘侧Agentic AI也具备越来越复杂的推理能力。

这些变化共同推动嵌入式系统对内存容量和带宽提出更高要求：高速网络数据包处理、宽带RF信号处理、实时图像增强等任务，都需要比上一代更大的内存资源。

01 HBM为何在边缘侧“水土不服”？

与数据中心不同，嵌入式系统无法通过增加服务器节点、扩展机架来缓解内存压力。无论是专业摄像机、遵循OCP 3.0标准的智能网卡，还是PXI模块化测试仪器，都必须在有限的PCB空间内兼顾功耗、散热、尺寸和可靠性。

这使得行业面临着架构级矛盾。应用需求持续增长，系统物理空间却几乎没有扩展余地。如何在有限空间内提升内存容量和带宽，同时控制功耗、成本和设计复杂度，成为嵌入式系统设计的核心挑战。

借鉴数据中心的发展路径，引入HBM被业界认为是可行方案。然而，随着产品落地，HBM与嵌入式应用之间的矛盾也越来越明显。

其一是生命周期不匹配。工业控制、医疗设备等产品通常需要10至15年的持续供货，而HBM受数据中心市场驱动，产品迭代速度快，一旦某代器件停产，整个平台都可能面临重新设计。

其二是环境适应能力不足。大量工业级设备需要支持宽温，甚至需要低温环境运行，而现有HBM产品普遍难以满足工业级宽温认证要求，限制了其在关键场景中的应用。

其三是成本结构失衡。HBM依赖CoWoS、硅中介层等先进封装工艺，不仅制造成本高，还受到先进封装产能的限制。数据中心可以依靠大规模部署和高算力利用率摊薄成本，但嵌入式产品出货规模相对有限，更关注成本、功耗、尺寸和长期可靠性，HBM带来的高性能很难转化为相应的商业价值。

归根结底，对于嵌入式市场而言，需要的并非是数据中心的内存方案，而是能够在容量、带宽、尺寸、功耗、成本,以及长期供货之间实现平衡的新型内存架构。

02 MoP封装重塑“功耗、空间、性能”铁三角

面对行业的困境，AMD 最近推出了第二代 AMD Versal Premium MoP（Memory on Package，封装上内存）自适应SoC。

第二代 AMD Versal Premium Memory on Package（ MoP ）器件

其实，该器件并没有沿用 HBM所依赖的硅中介层和CoWoS 先进封装，而是采用“有机基板+无硅中介层”的 MoP 封装工艺，将符合JEDEC 标准的LPDDR5X 内存直接集成到自适应SoC封装内部。

这种路线选择源于嵌入式市场与数据中心截然不同的需求。AMD自适应与嵌入式计算事业部 高级产品管理经理Mike Rather强调，CoWoS成本高、先进封装产能紧张，更适合服务数据中心。而MoP则面向嵌入式系统对空间、功耗和成本的需求，重新定义了系统级内存集成方案。

从物理结构来看，第二代AMD Versal Premium MoP在封装顶部集成最高1.5M LUT 的计算芯片，底部则通过有机基板与四颗 LPDDR5X 组件直接互连。

具体来说，这一设计带来的价值首先体现在容量、带宽与空间的突破上。传统离散内存方案需要将计算芯片和外部内存颗粒分别焊接在PCB上，内存器件及高速布线占据了大量板级空间。

以第二代 AMD Versal Premium MoP的典型高性能系统为例，其采用分立方案（2VP3602 器件搭配8颗32bit LPDDR5X）时，整板面积约为107mm×74mm。而采用第二代AMD Versal Premium MoP（2VP3622）后，封装尺寸缩减至55mm×57.5mm，板级面积减少约60%。

更重要的是，这种缩减并非以牺牲性能为代价。2VP3622在LPDDR5X-9000配置下，仍可提供32GB内存容量和288GB/s内存带宽，似的容量、带宽与空间利用率的同步提升。

正因如此，PCIe HHHL（半高半长）插卡、OCP 标准网卡、企业级 EDSFF存储设备，以及各类小型化定制系统，都拥有了更大的设计空间。

相比空间节省，更大的改变来自开发流程。在传统高速DDR接口开发中，从器件选型、原理图设计，到电源完整性（PI）、信号完整性（SI）分析，再到高速PCB布线和板级验证，每一步都需要大量工程投入。

这其中，高速DDR布线往往还需要增加 PCB 层数，不仅推高制造成本，也增加了信号调试和反复流片的风险。

然而，第二代 AMD Versal Premium MoP将LPDDR5X 与计算芯片直接集成在同一封装内，并在出厂前完成内存互连及相关验证。封装内部互连间距仅0.4mm，对外引脚间距则达到0.92mm，可直接适配标准PCB 工艺。

这意味着，工程师无需再自行完成高速内存接口的设计、布线和调试，开箱即是已经验证完成的完整内存子系统，而非需要重新集成的内存颗粒。相比采用分立内存重新开发硬件平台，工程师可以省去高速DDR接口开发和验证环节，节省开发时间，缩短产品上市周期。

对于嵌入式系统来说，开发效率只是产品价值的一部分。工业控制、通信设备，以及关键基础设施等应用往往需要持续运行十年以上，相比峰值性能，用户企业更加关注产品能否长期稳定运行，以及核心器件能否持续供应。

其实，第二代 AMD Versal Premium MoP采用了符合JEDEC 标准的LPDDR5X，AMD能够提供超过15年的产品生命周期支持，使产品无需随着HBM快速迭代而被迫重新设计，从而降低因内存停产带来的平台维护成本。

除了可靠性和生命周期，MoP的封装结构本身还带来了额外的安全优势。由于内存芯片与计算核心集成在同一封装内，外部难以直接探测或接入内存信号，天然缩小了硬件层面的攻击面。

在此基础上，该器件通过进一步集成DDR内存加密（无需占用可编程逻辑资源）、PCIe 6.0 IDE 完整性保护与数据加密，以及硬化的400G高速加密引擎，可对静态数据和传输中的数据提供全链路保护，在保证吞吐性能的同时，满足金融等敏感行业的安全与合规要求。

03 深水区博弈：应用场景与供应链“新解法”

第二代AMD Versal Premium MoP在架构层面重新平衡了容量、带宽、尺寸和开发效率，而检验这套方案价值的，却需要落到具体应用场景中。

广播视频与测试测量，正是目前典型的两类场景。

其中，广播视频正在向IP化、智能化快速演进。新一代专业摄像机不仅需要同时处理多路4K、8K视频流，还要支持ST 2110确定性IP网络传输，并在边缘端完成目标检测、内容分析等AI推理任务。在有限的机身体积内，既要容纳更大的内存容量，也要集成更多计算资源，板级空间已经成为新的瓶颈。

测试测量领域同样如此。以PXI平台为例，厂商需要在标准3U PXI机箱内完成5G、6G宽带信号采集、深度缓存，以及高速回放，同时还要不断缩短新品研发周期。在固定尺寸下，每节省一块PCB面积，都意味着可以集成更多模拟前端、接口或计算资源。

面对这些场景，Mike Rather强调，不同应用有不同答案。例如，高端示波器更依赖持续的数据缓冲能力，因此需要容量和带宽兼顾；而网络设备、更紧凑的边缘计算平台，则更加看重有限空间内能够集成多少计算资源。MoP的价值是在容量、带宽、尺寸以及开发效率之间重新建立平衡，让不同类型的系统能够根据自身需求完成取舍。

另外，还值得注意的是，第二代AMD Versal Premium MoP并非完全重新设计的新平台，而是建立在第二代Versal Premium已经完成验证的架构基础之上。其绝大部分第二代的 Versal Premium IP，以及封装上内存的IP，都已经在 Versal Premium 的平台上获得了验证，所以MoP更多是在成熟平台上完成内存集成创新，这也是其能够进一步缩短开发周期的重要原因。

除了产品设计本身，在供应链方面，过去几年，大模型训练持续推高HBM与高性能内存需求，整个存储产业链的资源不断向数据中心领域倾斜，嵌入式行业也因此承受越来越大的采购压力。

对此，AMD正在发挥另一层价值。

由于采用符合JEDEC标准的LPDDR5X，并完成多家内存供应商的兼容性验证，AMD可以统一完成LPDDR5X的采购、验证和封装，再将完整器件交付客户。这意味着，客户采购的不再是FPGA与内存颗粒，而是已经完成系统级验证的计算平台。

对于很多嵌入式企业而言，这不仅减少了高速内存设计的工作量，也降低了单独采购LPDDR5X、进行兼容性验证以及应对供应波动的复杂度。

某种程度上，MoP所带来的不仅是新的封装，也是新的供应模式。

04 写在最后：后摩尔时代，更重要的是“工程平衡”

事实上，AMD并没有将MoP定义为唯一的发展方向。

此次更新的第二代Versal Premium系列，同时提供了采用传统外部内存方案的版本，支持最高4条RDIMM、超过512GB DDR5容量，以满足更大容量和灵活扩展需求；MoP版本则针对空间受限、开发周期敏感以及长期部署的嵌入式应用。

根据产品路线图，第二代Versal Premium非MoP版本样片已经推出，计划于2026年底量产；MoP版本样片预计于2026年第四季度供货，大规模量产则计划于2027年第三季度启动。

回顾半导体的发展历程，计算与存储之间的距离始终在不断缩短。从板级离散内存，到数据中心采用的HBM与CoWoS，再到将LPDDR5X集成进封装的MoP，每一次变化的背后，都对应着不同应用场景对系统架构提出的新要求。

这也意味着，MoP的价值并非在于取代HBM，也不是为了盲目追求最先进的封装技术，而是在嵌入式应用的现实需求下，为系统架构提供另一种选择。

随着边缘AI、物理AI、高速网络、工业自动化，以及专业视频系统不断提升对内存容量和带宽的需求，传统板级内存架构正在逼近空间和成本的双重瓶颈。第二代AMD Versal Premium MoP给出的答案，就是在成熟工艺、长期供货、开发效率和系统集成之间寻找新的工程平衡。

对于如今的嵌入式计算而言，这种面向应用场景的平衡，或许比单纯刷新性能参数，更加重要！