赛灵思发布VERSAL系列边缘AI专用处理器

赛灵思日前发布了Versal 系列边缘AI专用处理器，应用部分采用ARM Cortex-A72和Cortex-R5F打造，集成AI专用引擎和DSP引擎，并且采用了赛灵思自有的超大自适应计算加速平台（Adaptive Compute Acceleration Platform)。可提供完整的应用和计算需求。可应用于自动驾驶、工业检测、智能制造和医疗保健系统的实时系统。

Versal AI Edge 系列不仅实现了 AI，还将整个应用从传感器加速到 AI，实现实时控制，所有应用的安全性能都达到 ISO 26262 和 IEC 61508 等关键标准。作为自适应计算加速平台（ACAP），Versal AI Edge 系列允许开发人员快速发展传感器融合和 AI 算法，实现从边缘到终端的各种性能和功率配置文件。

Versal边缘AI系列处理器的结构

Versal 系列边缘AI处理器由 VE2002 到 VE2802 等七种型号组成，可满足不同场景的性能需求，处理器采用7nm制程工艺。Versal AI Edge 系列具有不同类型的引擎模块，七种处理器型号因发动机和平台规格而异。但是，对于边缘 AI 系列的所有型号，系统部分的SoC是相同的。以下是SoC的共同规格：

Versal AI Edge Series

Application Processing Unit	Dual-core Arm® Cortex®-A72, 48KB/32KB L1 Cache w/ parity & ECC; 1 L2 Cache w/ ECC
Real-Time Processing Unit	Dual-core Arm Cortex-R5F, 32KB/32KB L1 Cache, and 256KB TCM w/ECC
Memory	256KB On-Chip Memory w/ECC
Connectivity	Ethernet (x2); UART (x2); CAN-FD (x2); USB 2.0 (x1); SPI (x2); I2C (x2)

ACAP是一个平台，提供处理器和 FPGA 。该处理具有高效的内存和 I/Os，而可编程阵列允许对硬件进行逻辑控制。此外，由于赛灵思专注于 FPGA 产品，计算功能的额外支持使 ACAP 硬件更加灵活和动态。

赛灵思 Versal 系列配备了 AI 处理器，与过去 AI 处理器的架构相比，新的 AI 处理器计算速度快四倍。ACAP AI 处理器配备了新的RAM，可为动态 AI 算法提供高效的内存结构。新的AI处理器可每瓦提供高达4倍的 AI 性能、更低的延迟，以及更快的传输。

赛灵思Versal边缘AI系列处理器详细算力

			VE2002	VE2102	VE2202	VE2302	VE2602	VE1752	VE2802
Intelligent Engines	AI Engine Peak Perf – INT8x4	TOPs	11	16	32	45	202	101	405
	AI Engine Peak Perf – INT8	TOPs	5	8	16	23	101	101	202
	AI Engine Peak Perf – INT8x16	TOPs	3	4	11	11	101	51	101
	AI Engine Peak Perf – INT16	TOPs	1	2	4	6	25	25	51
	AI Engine Peak Perf – CINT16	Complex TOPs	0.2	0.2	0.5	0.7	3.2	6.3	6.3
	AI Engine Peak Perf – FP32	TFLOPs	0.4	0.7	1.3	1.9	8.3	6.3	16.6
	AI Engine Peak SRAM Bandwidth	Tb/s	11	16	32	45	202	405	405
	DSP Engine Peak Perf – INT8	TOPs	0.6	1.2	2.2	3.2	6.8	9.1	9.1
	DSP Engine Peak Perf – INT24	TOPs	0.2	0.4	0.7	1.1	2.3	3.0	3.0
	DSP Engine Peak Perf – CINT18	Complex TOPs	0.1	0.2	0.3	0.5	1.0	1.3	1.3
	DSP Engine Peak Perf – FP32	TFLOPs	0.1	0.3	0.5	0.7	1.6	2.1	2.1
Adaptable Engines	Adaptable Engine Peak Perf – INT1	TOPs	21	38	110	157	392	469	544
	Adaptable Engine Peak Perf – INT2	TOPs	10	18	50	72	180	215	250
	Adaptable Engine Peak Perf – INT4	TOPs	2	5	13	19	47	56	65
	Adaptable Engine Peak Perf – INT8	TOPs	1	1	3	5	12	14	17
	NoC Cross-sectional Bandwidth	Tb/s	0.6	0.6	0.6	0.6	1.7	1.7	1.7
Scalar Engines	Arm® Cortex-A72 Performance	DMIPs	15980	15980	15980	15980	15980	15980	15980
Scalar Engines	Arm Cortex-R5 Performance	DMIPs	2505	2505	2505	2505	2505	2505	2505
Memory	Total Bandwidth – Block RAM	Tb/s	3	7	16	22	69	137	86
	Total Bandwidth – Ultra RAM	Tb/s	3	5	11	16	24	49	28
	Total Bandwidth – Accelerator RAM	Tb/s	0.4	0.4	0.4	0.4	0	0	0
	Total SRAM Bandwidth	Tb/s	6	12	27	39	92	186	114
	DDR4 Memory Bandwidth	Gb/s	25.6	25.6	25.6	25.6	76.8	76.8	76.8
	LPDDR4 Memory Bandwidth	Gb/s	34.1	34.1	34.1	34.1	102.4	102.4	102.4
I/O	Transceiver Bandwidth	Tb/s	0	0	0.52	0.52	2.10	2.88	2.10
I/O	Sensor I/O Bandwidth	Gb/s	0	269	0	269	0	0	0

赛灵思最早从事FPGA相关产品开发，在人工智能智能领域有一定的软件生态基础，借助现有的工具，开发者可以降低项目的落地成本。Versal边缘AI系列将应用处理器、AI处理器和FPGA融为一体，实现了全场景的覆盖。虽然A72架构处理器性能并不强，但是为行业应用提供系统环境还是足够的。集成系统的应用处理器也是各FPGA、AI处理器厂家的共识，毕竟大家都想把业务掌控在自己手里，不希望受限于第三方。