在高性能计算和数据处理领域，FPGA扮演着日益重要的角色。Xilinx的Virtex™ UltraScale+™（VU）系列以其卓越的性能和灵活性，为各种高端应用提供了强有力的支持。以下是关于VU系列的详细介绍。
AMD Virtex™ UltraScale+™ 产品优势
Xilinx的Virtex UltraScale+™ FPGA系列产品，在14 nm/16 nm FinFET节点上提供了业界领先的性能和集成能力。采用AMD第三代3D IC技术，通过堆叠硅互连（SSI）技术，突破了摩尔定律的限制，提供了最高的信号处理能力和串行I/O带宽，满足最苛刻的设计需求。此外，它还提供了丰富的时钟资源和灵活的注册器间路由线路，支持>600 MHz的操作，为用户提供了虚拟单片设计体验。
作为业界能力最强的FPGA家族，这些设备非常适合从1+ Tb/s网络、机器学习到雷达/预警系统的计算密集型应用。
主要特点和优点
- 3D-on-3D集成：FinFET技术结合3D IC，实现突破性的密度、带宽和大规模的芯片间连接，为虚拟单片设计提供支持。
- 增强的DSP核心：高达38 TOPs（22 TeraMACs）的DSP计算性能，针对固定和浮点计算进行了优化，包括针对AI推理的INT8。
- 32.75 Gb/s收发器：设备上高达128个收发器------支持背板、芯片到光模块和芯片到芯片。
- 集成PCI Express块：第三代PCIe® Gen3x16集成块，适用于100G应用。
- 内存：支持高达2,666 Mb/s的DDR4，高达500 Mb的片上内存缓存，提高效率和降低延迟。
- ASIC级网络IP：150G Interlaken、100G以太网MAC核心，为高速连接提供支持。
Virtex™ UltraScale+™ FPGA不同规格系列介绍及特点
VU系列涵盖了多个不同的产品线，包括：
- Virtex UltraScale+ HBM：提供太比特级内存带宽。
- Virtex UltraScale+ 58G：支持新的光学和更快的互连。
- Virtex UltraScale+ VU19P：业界容量最大的FPGA。
应用
VU系列FPGA在以下领域展现出广泛的应用潜力：
- 数据中心：作为可扩展、可重配置的加速平台，优化复杂工作负载。
- 5G基带：为5G基础设施提供动态和可扩展的解决方案。
- 有线通信：支持高达128个高速收发器和Nx100G网络核心，实现1 Tb线卡的小型化实施。
- 雷达：结合波束形成和其他雷达功能，实现巨大的信号处理需求和精确跟踪/制导。
- 测量仪器：提供高性能数据处理和分析，适用于网络/协议分析器、信号发生器和有线通信测试仪。
VU系列部分FPGA资源对比表格
| 型号 | 系统逻辑单元 (K) | CLB 触发器 (K) | CLB LUTs (K) | 最大分布式RAM (Mb) | 总块RAM (Mb) | UltraRAM (Mb) | DSP片 | PCIe Gen3 x16 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| VU3P | 862 | 788 | 394 | 12.0 | 25.3 | 90.0 | 2,280 | 2 |
| VU9P | 2,586 | 2,364 | 1,182 | 36.1 | 75.9 | 270.0 | 6,840 | 6 |
| VU13P | 3,780 | 3,456 | 1,728 | 48.3 | 94.5 | 360.0 | 12,288 | 4 |
| VU19P | 8,938 | 8,172 | 4,086 | 58.4 | 75.9 | 90.0 | 3,840 | 0 |
| VU23P | 2,252 | 2,059 | 1,030 | 14.2 | 74.3 | 99.0 | 1,320 | 1 |
| VU27P | 2,835 | 2,592 | 1,296 | 36.2 | 94.5 | 270.0 | 9,216 | 6 |
| VU29P | 3,780 | 3,456 | 1,728 | 48.3 | 94.5 | 360.0 | 12,288 | 4 |
| VU37P | 2,852 | 2,607 | 1,304 | 36.7 | 70.9 | 270.0 | 9,024 | 2 |
| VU57P | 2,852 | 2,607 | 1,304 | 36.7 | 70.9 | 270.0 | 9,024 | 2 |
资源最多的FPGA是哪一款？
VU19P型号在系统逻辑单元、CLB触发器、CLB LUTs、最大分布式RAM和总块RAM方面拥有最多的资源。此外，它还有90.0Mb的UltraRAM和3,840个DSP片。
VU19P 和 VU37P的区别在哪？
- VU19P的系统逻辑单元、CLB触发器和CLB LUTs数量明显多于VU37P。
- VU37P有HBM，VU19P没有
- VU19P的最大分布式RAM和总块RAM比VU37P多，但UltraRAM少于VU37P。
- VU19P没有PCIe Gen3 x16接口，而VU37P有2个。
- VU19P有3,840个DSP片，是VU37P的9,024个DSP片的少部分。
结语
Xilinx的Virtex UltraScale+™ VU系列FPGA以其强大的性能和广泛的应用前景，成为了高性能计算领域的明星产品。随着技术的不断进步，VU系列FPGA将继续推动行业的发展，为解决更多复杂问题提供可能。