不断扩张的 Versal 生态系统

编者注：本文由赛灵思芯片市场营销总监 Manuel Uhm 撰写

2021 年 4 月，赛灵思取得了令人激动的阶段性成果，即宣布业界领先的 Versal™ AI Core 和 Versal Prime 系列器件实现全面量产和付运。但是如同我们的宇宙一样，Versal™ 生态系统也在继续迅速扩张，包含更多：

• 客户设计
• 生态系统合作伙伴，包括^第三方参考设计、IP、软件，以及操作系统支持
• 近期推出的 Versal AI Edge 和 Versal HBM 等系列产品
• 多个系列器件
• 硬化 IP 特性
• 基准测试
• 软 IP 库
• 软件库

关于这点，我想藉此机会向大家介绍 Versal AI Core 系列的最新扩展。

Versal AI Core 系列的新特性

Versal AI Core 系列的最新扩展为新增两个 VC2xxx ACAP，即 VC2802 和 VC2602。如果您认为 VC2xxxx 器件肯定意味着 AI Core 系列中增添了某些重要的新的硬化 IP 特性，恭喜您答对了！VC2xxx 系列带来了三大激动人心的新特性，正如下方标红部分所示：

1. AIE-ML 是 AI 引擎的最新版本，其中包括紧密耦合的存储器块，可提供优异的存储器访问并降低时延
2. 具有多个视频解码器引擎 (VDE) 的集成视频解码器单元 (VDU)
3. PCIe® Gen5 支持

AIE-ML 及其与 VC1xxx 器件内的 AI 引擎的差异，详见 Xilinx.com 上的AI 引擎技术页面中的详细介绍。

简单地说，AIE-ML 使用的是与 AI 引擎相同的基础架构和工具流，但通过添加对 INT4、BFLOAT16 的原生支持，将每个 AI 引擎的本地数据存储器容量倍增至 64KB，并新增与 AIE-ML 阵列直接耦合的 512KB 存储器块（即无需将自适应引擎中的邻近可编程逻辑（ PL ）用于存储器缓存），AIE-ML 还能针对机器学习进行进一步优化。这样一来，与 AI 引擎相比，AIE-ML 的 AI 计算密度提高 4 倍，时延降低一半，与 GPU 相比单位功耗性能增加 4 倍。每个 AIE-ML 大约等同于 100 个 DSP58、2000 个 LUT，以及 16 个 PL 的块 RAM，使用基于 PL 的实现方案能节省 33% 的功耗。

VDU 能够支持单路 4Kp60 流的 H.264 和 H.265 编解码或最多 32 路 720p15 流及两者之间的所有编解码。如果要想在 PL 中实现上述内容，那么每单元需要 12 万个 LUT、50 个 DSP58 和 3 个块 RAM。使用硬化 VDU 后，每个 VDU 的功耗可降低 3.6W。这使其非常适用于众多智能视频应用，在这些应用中，多部视频摄像头向中央枢纽馈送数据，中央枢纽负责解码并执行先进 ML 算法。

况且，PCIe Gen5 还新增了对最先进的 PCI Express 标准的支持。该标准即将在数据中心内部署，以在云端实现更大带宽和更高智能。增加硬化 PCIe Gen5 支持能带来可观的效益，在节省 30 万 LUT的同时，每核心可节省 3W 的功耗。

智能应用

VC2802 和 VC2602 ACAP 中的所有这些新特性自然必有其用处。它们能够让数量极其繁多的新“智能”应用部署在边缘，部署在世界各地的数据中心。其中一个示例就是智慧城市应用。这类应用使用多个视频摄像头监测车流或行人，并使用实时 ML 算法评估实时流量或边界安全。

另一种智能应用是零售领域的损失预防应用。视频摄像头可以用在商场和店铺里，在销售点实时监控商品失窃或商品贴标错误。缩水是零售业的一大难题，智能零售应用能够显著降低缩水率。

这些只是 Versal 生态系统通过扩张，支持新市场和新用例的一小部分示例。

入门指南

如果您已准备好立即加入 Versal 生态系统，我想推荐两种评估与原型制作平台作为您的起点。一个是 VCK190 套件，也是首款 Versal AI Core 系列评估套件。另一个是 SmartLynq+模块，为实现高速调试与追溯而构建，提供包含 AI 引擎在内的对 Versal 架构的完整可见性。

此外，我们还提供了丰富的文档、示例、参考设计、资源和方法，为您在评估平台上的开发工作提速。如果您刚刚开始接触 Versal ACAP，也无需担心！您可以先使用我们的设计流程助手启动开发规划，然后使用我们的设计流程中心，按设计流程轻松地找出全部文档。此外，我们还在赛灵思 Github 上提供了大量的 Versal 和 Vitis 开源示例和有针对性的参考设计。

保持关注

VC2802 和 VC2602 的加入，为 AI Core 系列带来了激动人心的新功能，而未来还会有更多令人兴奋的消息。欢迎登录查看 Versal ACAP 通知清单，最新动态一睹为快！

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Xilinx Adapt中国站线上大会将于11月16日至12月14日举行，共设9大主题40+演讲。期间将介绍Versal的最新动态和应用实例。更多详情请点击下方图片，查询大会议程。