Versal プレミアム シリーズ

最高の帯域幅と演算密度を誇る
適応型プラットフォーム
-ネットワークからクラウドまで-

製品の特長

電力効率と適応性に優れたプラットフォームにネットワーク IP を統合

Versal プレミアム

主な特長

intelligent-engines

インテリジェント エンジン

AI エンジンDSP エンジンで構成されるインテリジェント エンジンは、AI 推論、画像処理、モーション コントロールなど、エッジ アプリケーションで一般的な幅広いワークロードをサポートします。AI エンジンは、ベクトル プロセッサと分散メモリがアレイ状に配置された拡張性のある画期的なアーキテクチャであり、ワットあたりの AI 性能を大幅に向上させます。DSP エンジンは、前世代の適応型 Zynq® SoC で実績のあるスライス アーキテクチャをベースに浮動小数点演算のサポートを追加しているため、ワイヤレスや画像の信号処理、データ分析、モーション コントロールなどに最適なエンジンです。

デジタル暗号化パッドロック

適応型エンジン

Versal® アーキテクチャの柔軟性は、適応型エンジンによるものであり、あらゆるセンサーの統合、インターフェイス接続、多様なワークロードに対応できます。並列性と確定性の両方を兼ね備えた適応型エンジンによって、センサー フュージョン アルゴリズムの実装と適応、パイプラインにおけるデータの前処理/後処理の高速化、リアルタイム レスポンス用の確定的ネットワークとモーター制御の実装、フェイルセーフ動作用のセーフティ クリティカルな機能の分離、ハードウェア冗長化とフォルト レジリエンスの確保などが可能になります。

112G PAM4 トランシーバーのブルー ファイバー オプティクス ケーブル

スカラー エンジン

スカラー エンジンは、リアルタイム システムに求められる安全性とセキュリティを備えた電力効率の高いエンベデッド コンピューティングを実現します。デュアル コアの Arm® Cortex®-A72 アプリケーション プロセッサは、Linux クラスのアプリケーションを実行するのに最適であり、デュアル コアの Arm Cortex-R5F リアルタイム プロセッサは、最高レベルの機能安全 (ASIL および SIL) に準拠するため、セーフティ クリティカルなコードの実行に最適です。プラットフォーム管理コントローラー (PMC) は、三重冗長プロセッサをベースとしており、プラットフォームの起動、高度な電力/熱管理、セキュリティ、安全性、信頼性など、プラットフォーム全体におけるデバイスの動作を管理します。

112G PAM4 トランシーバーのブルー ファイバー オプティクス ケーブル

112G PAM4 トランシーバー

800G (以上の) ネットワークに対応

Versal プレミアム シリーズの 112G PAM4 トランシーバーは、電力効率に優れた 800G ネットワーク システムの実現に不可欠です。Versal プレミアム ACAP は、1 つのデバイスに 32G、58G、および 112G トランシーバーを備えているため、ベンダーはメインストリームの 100G システムを 400G に拡張したり、将来的には 800G またはそれ以上にも対応させることができます。

デジタル暗号化パッドロック

400G 高速暗号化エンジン

セキュア ネットワーク向けのライン レート暗号化

Versal プレミアム ACAP は、1.6Tb/s ラインレート暗号化スループットを提供し、セキュアなネットワークの構築に最適なプラットフォームです。  このプラットフォームには業界唯一、400G のチャネル化された高速暗号化 (HSC) エンジンがハードとして統合されています。HSC エンジンは、AES-GCM 暗号化/復号化、MACsec、および IPsec をサポートする多層セキュリティを提供します。

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FEC 機能付きマルチレート イーサネット コア

シングル プラットフォームで 10G から 800G まで対応

専用のコネクティビティ IP により、多くのデータレートとプロトコルをサポートするセキュアなテラビット単位のイーサネットを実現できます。100G イーサネット コアと 600G イーサネット コアを組み合わせることで、最大 5Tb/s のスループットを実現でき、アクセス ネットワークからメトロ、さらにはコアまで、すべて単一のプラットフォームで対応できます。

xilinx-interlaken

FEC 付き 600G Interlaken

チップ間のスケーラブルな相互接続

デバイスに統合された Interlaken コアは、最大 600Gb/s までサポートし、ビルトインのフロー制御機能による信頼性の高い広帯域幅のデータ伝送が可能になります。Versal プレミアム デバイスには、RS-FEC 機能が統合されているため、電力に最適化されたエラー訂正が可能です。ネットワーク システムの I/O 数を削減でき、消費電力を最小限に抑えながらチップ間のスケーラブルな相互接続をサポートします。

xilinx-ccix

DMA/CCIX、CXL 付き PCIe Gen5

CPU とアクセラレータ間の最適な通信

PCIe® Gen5 は、次世代の演算アプリケーション向けにサーバー CPU とアクセラレータ間の通信を高速化し、プログラム可能な NoC とハード化された DMA エンジンを使用することで、ワークロードの割り当てと運用のためにスケーラブルなターンキー型の仮想化を実現します。CCIX/CXL サブブロックにより、多様なクラウド トポロジの対称通信 (非対称通信) が可能です。

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プログラム可能なネットワーク オン チップ

QoS および電力効率の保証

プログラム可能なネットワーク オン チップ (NoC) は、Versal ACAP アーキテクチャ内の演算エンジンと統合 IP ブロック間に最適化済みのテラビット単位のインターコネクトを提供します。これにより、タイミング クロージャが容易になり、ロジック リソースも節約できます。NoC コンパイラは合理的なプログラミング フローを提供し、ユーザーが重要なデータパスのレイテンシと QoS を管理できるようになります。


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アプリケーション

性能と柔軟性に関するさまざまな分野の問題を解決

 

フェーズド アレイ レーダー

フェーズド アレイ レーダー向けの適応型ビームフォーミングは、スペクトルが競合する環境で正確なトラッキングやガイダンスを実行します。AI エンジンを搭載した Versal® プレミアム デバイスは、前世代デバイスより 4 倍優れた信号処理能力1 を提供し、ビームフォーミングなどの演算負荷が高い機能の実装に最適です。AI エンジンと DSP エンジンは、レーダー アプリケーションで最も重要視されているダイナミック レンジの拡大を可能にするため、高効率な単精度浮動小数点などの多様なデータ型をネイティブ サポートしています。

Versal プレミアム シリーズは、112G PAM4 トランシーバーを備え、電力に最適化された IP を多数統合しています。これにより、アンテナからバックエンドまでの安全なネットワーク接続を確保でき、レイテンシと消費電力を最小限に抑えた統合システムを簡単に構築できます。Versal アーキテクチャ ベースの革新的なヘテロジニアス デバイスは、多くのレーダー システムで小型化、軽量化、低消費電力化 (SWaP) を実現します。

1: 総合的な DSP エンジンの性能を Virtex® UltraScale+™ VU13P FPGA と比較

フェーズド アレイ レーダー

データセンター ネットワーク アクセラレーション

メトロ/コア トランスポート ネットワーク

5G ワイヤレス、xHaul、PON、およびケーブル アクセスに対する帯域幅要件が高まるにつれて、メトロ/トランスポート ネットワークでは、ネットワーク トラフィックを集約してインテリジェントに処理することが求められます。Versal® プレミアム シリーズは、112G PAM4 トランシーバーを備え、600G のチャネル化されたマルチレート イーサネットや FEC 機能付き 600G Interlaken などの専用接続 IP を統合しているため、複雑なメトロ/コア トランスポート ネットワークの熱効率の高い設計が可能です。

従来のハードウェア プログラマブル デバイスの 2 倍の計算密度を提供する Versal プレミアムは、ハードウェアの差別化や新規格への適応性に優れ、また AI/ML 機能を組み込むことで自律的なインテリジェント ネットワークを実現できます。


データセンターのスケーラブルなアクセラレーション

Versal プレミアムは、ヘテロジニアス プラットフォームとして世界最高の演算密度を備えており、ゲノム解析、ビデオ トランスコーディング、検索、機械学習などの幅広いワークロードに対応するクラウド アクセラレーション機能を実現できます。

Dynamic function exchange (DFx) を使用することで、数ミリ秒で計算カーネルを交換し、アクセラレータをプロビジョニングして、クラウド インフラストラクチャを最も効率的に使用することが可能になります。Versal プレミアムは、大容量のオンチップ メモリと広帯域幅アクセス、さらに従来型 FPGA アクセラレータの 2 倍の演算密度を備えているため、優れた計算性能と合理化された統合が可能になります。

クラウド インフラとシームレスに統合するためにゼロから構築された Versal プレミアムには、起動時にホスト サーバーとシステム メモリ間の通信が可能になるようにシェルが搭載されているため、設計者は接続に時間をかけることなく、差別化に集中できます。

 

データセンター ネットワーク アクセラレーション

データセンター ネットワーク アクセラレーション

データセンター インターコネクト

データセンターの規模が大きくなるにつれて、データセンター間の相互接続通信 (DCI) 技術を進化させて、大容量、優れた拡張性、高い電力効率を実現する必要があります。Versal プレミアム シリーズは、最大 112G のスケーラブルなトランシーバー、最大 5Tb/s のイーサネット スループット、および 1.6Tb/s ラインレートの暗号化スループットを提供してデータセンター間の高速かつセキュアな接続を可能にするため、サービス プロバイダーは柔軟性のあるトランスポート技術を運用できます。


テストおよび計測機器

データセンターから 5G までのネットワーク技術を開発するには、相互運用性と堅牢なネットワーク トラフィック管理を確保するために、最先端の通信テスト装置が必要です。Versal プレミアム シリーズに統合された AI エンジンと DSP エンジンは、業界最高クラスの信号処理性能とロジック容量を備えているため、自動テスト、データフロー制御、トラッキング、レポーティングなど複雑なテスト ロジックを実装できます。

112G PAM4 トランシーバーは、新しいプロトコルに対応した KP4 FEC 機能を備え、光やバックプレーンとの相互運用性も備えています。総スループット 5Tb/s のチャネル化された専用のマルチレート イーサネット コアは、個別にアクセス可能な MAC、PCS、および FEC ブロックに加え、カスタム エラー挿入や統計解析に使用できるプログラム可能なロジック リソースを備えています。

データセンター ネットワーク アクセラレーション
製品一覧

Versal® プレミアム シリーズの機能概要

スカラー エンジンの機能

  VP1002 VP1052 VP1102 VP1202 VP1402 VP1502 VP2502 VP1552 VP1702 VP1802 VP2802
アプリケーション処理ユニット デュアル コア Arm® Cortex®/32KB L1 キャッシュ (パリティおよび ECC あり)、1MB L2 キャッシュ (ECC あり)
リアルタイム プロセッシング ユニット デュアル コア Arm Cortex/32KB L1 キャシュ、および 256KB TCM (ECC あり)
メモリ 256KB オンチップ メモリ (ECC あり)
コネクティビティ Ethernet (x2)、UART (x2)、CANFD (x2)、USB 2.0 (x1)、SPI (x2)、I2C (x2)

インテリジェント エンジンの機能

  VP1002 VP1052
VP1102 VP1202 VP1402 VP1502 VP2502 VP1552 VP1702 VP1802 VP2802
AI エンジン - - - - - - 472
- - - 472
DSP エンジン 1,140 1,572 1,904 3,984 2,672 7,440 7,392 7,392 10,896 14,352 14,304

適応型エンジンの機能

  VP1002 VP1052 VP1102 VP1202 VP1402 VP1502 VP2502 VP1552 VP1702 VP1802 VP2802
システム ロジック セル (K) 833 1,186 1,575 1,969 2,233 3,763 3,738 3,837 5,558 7,352 7,326
LUT 数 380,800 542,080 719,872 900,224 1,020,928 1,720,448 1,708,672 1,753,448 2,540,672 3,360,896 3,349,120

基本的なプラットフォームの機能

  VP1002 VP1052 VP1102 VP1202 VP1402 VP1502 VP2502 VP1552 VP1702 VP1802 VP2802
GTY トランシーバー (32.75Gb/s) 20 20   - - - - - - - -
GTY トランシーバー1 (32.75Gb/s) - - 8 281 8 281 281 681 281 281 281
GTM トランシーバー (58G (112G)) 24 (12) 48 (24) 64 (32) 20 (10) 96 (48) 60 (30) 60 (30) 20 (10) 88 (44) 140 (70) 140 (70)
CCIX PCIe® (DMA 付き) (CPM4) 2 x Gen4x4 2 x Gen4x4 - - - - -
- - - -
CCIX PCIe® (DMA 付き) (CPM5) -
-
- 2 x Gen5x8、CCIX -
2 x Gen5x8、CCIX 2 x Gen5x8、CCIX 2 x Gen5x8、CCIX 2 x Gen5x8、CCIX 2 x Gen5x8、CCIX 2 x Gen5x8、CCIX
PCI Express® (CXL 付き) 1 x Gen4x8 1 x Gen4x8 2 x Gen5x4 2 x Gen5x4 2 x Gen5x4 2 x Gen5x4 2 x Gen5x4 8 x Gen5x4 2 x Gen5x4 2 x Gen5x4 2 x Gen5x4
100G マルチレート イーサネット MAC 3 5 6 2 6
4 4 4 6 8 8
600G イーサネット MAC 2 3 7 1 11 3 3 1 5 7 7
600G Interlaken 1 2 0 0 0 1 1 0 2 3 3
400G 高速暗号化エンジン 1 1 3 1 4 2 2 2 3 4 4

1.16 GTYP トランシーバーは、PCI Express を使用する場合の CPM5 専用です。

資料

資料


Versal 設計ガイダンスおよび資料

ザイリンクスは、Versal アーキテクチャを活用する開発を支援するため、さまざまな資料、リソース、設計手法を提供しています。Versal ACAP を使用して開発を始めるときに、まず何から着手すべきか分からない場合には、インタラクティブなガイダンスを提供するデザイン フロー アシスタントを利用して開発の戦略を立てることができます。また、デザイン プロセス ハブでは、Versal に関するすべての資料が設計段階ごとに分類および表示されているため、必要な情報をすぐに入手できます。


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本質的にソフトウェアでプログラム可能なシリコン インフラストラクチャを持つ Versal ACAP は、ゼロから設計されたソフトウェア中心の製品です。機能強化されたザイリンクスの Vivado®ML Edition は、トラフィック アナライザー、NoC コンパイラ、データフロー モデリングなどの新しいシステム設計手法と開発環境を提供します。統合型の高速デバッグ環境を利用することで、スカラー エンジン、適応型エンジン、インテリジェント エンジンのデバッグとトレースを高速実行できます。
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ザイリンクスの Vitis™ 統合ソフトウェア プラットフォームは、包括的なコア開発キットとハードウェア アクセラレーション テクノロジを使用するライブラリを提供します。このプラットフォームは、クラウドからエッジまで効率的で使いやすい統合ソフトウェア環境を提供します。オープンソース コミュニティに貢献する一員として、ザイリンクスは Vitis 統合ソフトウェア プラットフォームをオープンソースとして無償で提供しています。
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Versal プライム シリーズ

Versal ACAP 評価キットを使用してプロトタイプ設計を開始

Versal® プレミアム デバイスを使用する開発に関心がある方は、Versal プライム シリーズ評価キットおよび Versal AI コア VCK190 評価キットで今すぐ評価できます。Versal プレミアム デバイスは、Versal プライム シリーズおよび Versal AI コア シリーズと同じアーキテクチャを採用しています。
評価キットには、開発に必要なものがすべて含まれているため、システム検証の実施、主要インターフェイスの評価、ACAP 設計手法の適用などをスムーズに行うことができます。

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Versal プレミアム シリーズ評価キットは、現在アーリー アクセスで利用可能です。アーリー アクセス プログラムについては、お近くの販売代理店までお問い合わせいただくか、VPK120 製品ページにある [販売代理店] をクリックしてください。

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