快科技4月9日消息，AMD今天宣布，旗下的Versal自適應片上系統(SoC)產品升級全新第二代，包括面向AI驅動型嵌入式系統第二代的Versal AI Edge系列、面向經典嵌入式系統的第二代Versal Prime系列。
新一代產品很好地平衡了性能、功耗、面積，以及先進的功能安全與信息安全，可廣泛應用於汽車、工業、視覺、醫療、廣播、專業音視頻等市場領域。
新品在單器件內集成了預處理、AI推理、後處理，可為AI嵌入式系統提供端到端的全程加速。
這也是AMD董事會主席及CEO蘇姿豐此前提出的「AI無處不在」戰略的最新體現。
對於AI驅動的嵌入式系統，核心當然是AI推理，也就是AI算法執行的階段，但是預處理、後處理兩個階段同樣不容忽視。
一般而言，預處理階段主要是攝像頭、雷達、雷射雷達等傳感器的處理、融合，以及數據的交集和調節。
這一階段需要嵌入式系統與環境進行實時交互與處理，決定著整個系統的性能，因此需要可編程邏輯來實現靈活的實時處理，包括連接任意傳感器和接口，保證低時延、確定性，以及現場部署後依然可升級，一般還要加上FPGA、SoC進行優化。
AI推理階段需要實時嵌入式系統解決感知、分析、情境感知問題，一般使用矢量處理器，也就是非自適應性SoC。
後處理階段需要實現決策、控制、反饋，一般使用高性能嵌入式CPU。
這三個階段都必須能夠加速，才可以真正實現全系統的實時。
但是，之前沒有任何一類處理器可以同時針對三個階段進行優化加速，都需要多晶片共同組成解決方案。
比如說用AMD第一代Versal AI Edge系列的可編程邏輯做預處理，然後用矢量處理或者AI引擎做推理，後處理階段再配置外部處理器。
類似方案都存在功耗更高、供電更復雜、占用空間更大、外部記憶體需求更多、晶片間時延更長等問題，還容易存在更多安全漏洞。
AMD的第二代 Versal 系列自適應SoC以第一代為基礎升級而來。
無論是面向AI驅動型嵌入式系統的AI Edge系列，還是面向經典嵌入式系統的Prime系列，同樣具備強大的全新AI引擎，每瓦TOPS算力(即能效)是第一代AI Edge系列的最多3倍。
處理系統部分(PS)集成了全新的高性能Arm CPU核心，包括Cortex-A78AE應用處理器核心、Cortex-R52實時處理器核心，標量計算性能預計可比第一代提升最多10倍，
全新的AMD可編程邏輯(PL)，具備領先的自適應計算能力，可實現靈活的實時預處理。
此外還集成了Arm Mali-G78AE GPU圖形核心、DDR5/LPDDR5X記憶體控制器、PCIe 5.0控制器、100G乙太網控制器、DPS圖像信號處理器、視頻編解碼器、功能與信息安全模塊、處理器接口、視頻處理單元等等眾多單元，單顆晶片搞定一切。
正因為如此，AMD第二代Versal才是真正的自適應SoC，才能在單個器件中提供端到端的全程加速。
單晶片設計的高級程度，還可以大大降低系統功耗、占用空間、復雜性。
功能安全性增強之後，也不再需要外部安全微控制器，或者外部存儲，不需要在多個處理器之間共享。
第二代Versal AI Edge系列器件通過採用最優處理器組合，能夠為AI驅動型嵌入式系統的全部三個階段進行加速，滿足現實系統的復雜處理需求。
在預處理階段，AMD FPGA可編程邏輯架構用於實時處理，可以密集、靈活地連接各種傳感器，包括各種圖像傳感器、攝像頭、雷射雷達、超聲波、定位系統、IMU慣性測量單元、內窺鏡探頭等等，並進行高吞吐量、低時延的數據處理。
可編程邏輯的引入，能夠擺脫對外部存儲、CPU/GPU處理器的依賴，並針對特定任務進行定製優化，從而直接連接到推理加速卡，大大節省執行時間。
可編程I/O則支持廣泛的不同傳輸速率、電壓和工作模式，相比固定I/O更加靈活。
推理階段，矢量處理器陣列構成了下一代 AI引擎「AIE-ML v2」。
它內置硬化控制處理器，不再需要使用可編程邏輯進行控制，因此可以將可編程邏輯資源釋放用於傳感器、硬圖像和視頻等數據的處理。
新的AI引擎還原生支持更多數據類型，包括全新的FP8、FP16、MX6、MX9，並繼續支持INT8、INT16、BF16。
Dense性能方面，INT16算力最高46TOPS，FP16、BF16算力最高92TOPS，INT8、FP8、FPMX9算力最高184TOPS，MX6算力最高369TOPS。
最高稀疏度算力更高，比如INT8最高可以達到368TOPS。
MX6、MX9屬於共享指數數據類型，可以節省每個元素所占用的字節數，其中MX6對比INT8的能效可提升多達60％，而且精度類似甚至更高。
為了充分釋放AI引擎的算力性能，AMD同時提供了Vitis AI開發環境，提供豐富的量化器、剪枝、模型編譯器與工具、運行時、驅動、固件等全套開發資源，以及培訓、文檔、參考設計等。
它還支持開源生態系統，採用行業標准框架，包括PyTorch、TensorFlow、ONNX、Triton等等，也支持第三方量化器和稀疏工具。
對於各種模型、運算符、數據類型，Vitis AI環境都支持開箱即用，包括卷積神經網絡(CNN)、視覺Transformer等等。
後處理階段，Arm CPU內核可為安全關鍵型應用提供復雜決策與控制所需的能力。
針對復雜決策與繁重工作負載的應用處理單元(APU)，基於Arm Cortex-A78AE核心，最高頻率2.2GHz，算力高達200.3K DMIPS，是上代的最多8倍。
針對控制功能的實時處理單元(RPU)，則基於Arm Cortex-R52核心，最高頻率1.05GHz，算力高達28.5K DMIPS，是上代的最多10倍。
另外，因為未來需要通過車規級認證、安全認證，尤其是高級別型號會用於ASIL D汽車、SIL 3工業和機器人領域，必須應對隨機故障，確保功能安全與信息安全，所以在鎖步模式下算力性能會減半，以便留出足夠的冗餘空間。
當然，理論指標和性能最終要轉化為實際應用，才能真正體現出來。
比如高級自動駕駛輔助系統L2+/L3，由於加入硬圖像處理功能，圖像處理性能可達上代的4倍，但功耗基本不變。
比如智慧城市，往往需要大量攝像頭和視頻，可以為邊緣AI設備縮小30％的占板面積，比並支持2倍的視頻流，也就是每路視頻流占板面積縮小多達65％。
再比如視頻流，一般用於專業音視頻和廣播場景，可實現非常高精度的流量，每秒約60幀，相比於之前的Zyng MPSoC可提供2倍的視頻處理能力，每路視頻流占板面積也縮小35％。
兩代產品性能級別對比，可以看到沒有任何交叉重疊，可以互為補充、針對不同應用和場景。
上一代產品更多的是邊緣傳感器後者CPU計算卸載，二代產品則主要是中央計算。
合作案例方面，斯巴魯已選擇第二代Versal AI Edge系列，用於其下一代高級輔助駕駛(ADAS)的視覺系統「EyeSight」。
該系統會集成於斯巴魯的部分車型，實現先進安全功能，包括自適應巡航控制、車道保持輔助、預碰撞制動等等，致力於實現全年消除致命性道路事故的安全目標。
第二代Versal Prime系列結合了面向傳感器處理的可編程邏輯，以及高性能嵌入式Arm CPU，可以為傳統的非AI嵌入式系統提供端到端加速。
它也能提供最多10倍與初代產品的標量算力，高效執行傳感器處理、復雜標量工作負載。
同時，得益於針對8K等高吞吐量視頻處理的全新硬 IP，第二代Versal Prime系列非常適合超高清視頻流與錄制、工業PC等應用。
AMD第二代Versal AI Edge系列、第二代Versal Prime系列將於2025年上半年提供樣品，2025年年中提供評估套件和系統模塊(SOM)，2025年年底量產上市。
目前，客戶和開發者已經可以獲取早期訪問文檔、參與早期使用計劃，AMD也正在與主要客戶進行接洽。
來源：快科技
