KI-Engines, PLD und CPUs vereint Neue FPGA-SoCs: Single-Chip-Intelligenz für Embedded-Systeme

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AMD hat die zweite Generation seiner Versal-FPGA-SoCs vorgestellt. Die mit dem Zusatz „Gen 2“ versehenen Bausteine zielen unter anderem auf die End-to-End-Beschleunigung von KI-gesteuerten Embedded-Systeme. Dafür sollen sie 3x mehr KI-Rechenleistung pro Watt und bis zu 10x mehr CPU-basierte skalare Rechenleistung als ihre Vorgänger bereitstellen.

AMD erweitert sein Portfolio an adaptiven System-on-Chips (SoCs) mit den Modellen Versal AI Edge Series Gen 2 und Versal Prime Series Gen 2. Die AI-Variante besitzt laut Hersteller optimierte KI-Engines und kann so die Vorverarbeitung (per FPGA), KI-Inferenzierung (per Vektorprozessoren-Array) und Nachverarbeitung (per CPU) von Daten in einem Baustein abwickeln. Dafür sollen die KI-Engines bis zu dreimal mehr TOPS pro Watt liefern als die Vorgängerbausteine. Subaru gehört zu den ersten Kunden, die den Einsatz von AMD Versal AI Edge Series Gen 2 für die nächste Generation des ADAS-Systems EyeSight ankündigten.

Die Prime-Modelle kombinieren programmierbare Logik für die Sensordatenverarbeitung mit leistungsstarken Embedded-Arm-CPUs für die End-to-End-Beschleunigung in nicht AI-basierten Embedded-Systemen. Die verwendeten Arm-Hochleistungs-CPUs stellen laut AMD bis zu zehnmal mehr skalare Rechenleistung bereit.

Ausgewogenes Verhältnis von Rechenleistung, Stromverbrauch und Chipfläche

Mit neuer Hard-IP für die Videoverarbeitung mit hohem Durchsatz, einschließlich Multikanal-Workflows mit bis zu 8K, eignen sich die Versal Prime Gen 2-Bausteine für Anwendungen wie Ultra-High-Definition-(UHD-)Video-Streaming und -Aufzeichnung, Industrie-PCs und Bordcomputer. AMD betont das ausgewogene Verhältnis von Leistung, Stromverbrauch und Fläche sowie funktionaler Sicherheit der Versal-Gen-2-Serie, die auf Märkte wie Automotive, Luft- und Raumfahrt und Verteidigung, Industrie, Bildverarbeitung, Gesundheitswesen, Broadcast und Pro-AV zielt.

„Die Nachfrage nach KI-fähigen eingebetteten Anwendungen explodiert und treibt den Bedarf an Single-Chip-Lösungen für die effizienteste End-to-End-Beschleunigung unter Berücksichtigung der Energie- und Flächenbeschränkungen von eingebetteten Systemen voran“, sagt Salil Raje, Senior Vice President und General Manager, Adaptive and Embedded Computing Group, AMD. Gestützt auf mehr als 40 Jahre Erfahrung im adaptiven Computing würden die Versal-Bausteine der zweiten Generation mehrere Compute-Engines auf einer einzigen Architektur vereinen und könnten so eine hohe Recheneffizienz und -leistung mit Skalierbarkeit vom Low-End- bis zum High-End-Bereich bereitstellen.

Bereits in Subarus ADAS Vision System der nächsten Generation

Laut AMD will Autobauer Subaru Versal AI Edge Series Gen 2 Systeme für sein neues Fahrerassistenzsystem (ADAS) EyeSight einsetzen. Das EyeSight-System wird in ausgewählte Subaru-Fahrzeugmodelle integriert und ermöglicht moderne Sicherheitsfunktionen wie adaptive Geschwindigkeitsregelung, Spurhalteassistent und Vorkollisionsbremsung. Subaru verwendet die adaptive SoC-Technologie von AMD bereits in den aktuellen EyeSight-Fahrzeugen.

„Subaru hat sich für die Versal AI Edge Series Gen 2 entschieden, um die kommende Generation automobiler KI-Leistung und Sicherheit für mit EyeSight ausgestattete Fahrzeuge zu liefern“, sagte Satoshi Katahira, General Manager, Advanced Integration System Department & ADAS Development Department, Engineering Division, Subaru Corporation. Die Versal AI Edge Gen 2-Geräte böten hohe KI-Inferenzleistung, extrem niedrige Latenzen und umfangreiche funktionale Sicherheitsfunktionen.

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Versal AI Edge Serie Generation 2

Ohne Frage sind reale Umgebungen, in denen sich Fahrzeuge bewegen, komplex. Entsprechend hoch sind die Anforderungen an die Datenerfassung und -verarbeitung in den integrierten Embedded-Systemen. AMD will mit seinen Versal AI Edge Series Gen 2 Bausteinen ein „optimale Mischung von Prozessoren für alle drei Phasen der KI-gesteuerten Beschleunigung von Embedded-Systemen“ gefunden haben:

• Vorverarbeitung: FPGA-programmierbare Logik für die Echtzeit-Vorverarbeitung mit hoher Flexibilität für den Anschluss einer breiten Palette von Sensoren und die Implementierung von Datenverarbeitungspipelines mit hohem Durchsatz und geringer Latenz

• KI-Inferenz: Ein Array von Vektorprozessoren in Form moderner KI-Engines für effiziente KI-Inferenz

• Nachbearbeitung: Arm-CPU-Kerne übernehmen komplexe Entscheidungsprozesse und Steuerungen bei sicherheitskritischen Anwendungen.

Diese Single-Chip-Intelligenz kann laut AMD den Einsatz von Multi-Chip-Verarbeitungslösungen überflüssig machen, was zu kleineren, effizienteren eingebetteten KI-Systemen mit dem Potenzial für eine schnellere Marktreife führt.

Versal Prime Serie Generation 2

Die Versal Prime Series Gen 2 bietet laut AMD End-to-End-Beschleunigung für klassische, nicht KI-basierte Embedded-Systeme. Sie kombiniert programmierbare Logik für die Sensorverarbeitung mit leistungsstarken Embedded Arm CPUs. Im Vergleich zur ersten Generation bieten diese Bausteine bis zu zehnmal mehr skalare Rechenleistung und können Sensorverarbeitung und komplexe skalare Arbeitslasten effizient bewältigen.

Optimierte Entwicklungszyklen

Die Tools und Bibliotheken der AMD Vivado Design Suite helfen laut Hersteller AMD den Entwicklern von Embedded-Hardware-Systemen, ihre Produktivität unter anderem durch schnelle Kompilierzeiten zu steigern und ihre Designzyklen zu straffen. Die Vitis Unified Software Platform soll zudem die Entwicklung von Embedded-Software, Signalverarbeitung und KI-Designs auf der vom Nutzer bevorzugten Abstraktionsebene beschleunigen – auch ganz ohne FPGA-Erfahrung.

AMD rechnet mit der Verfügbarkeit von Versal Series Gen 2-Mustern in der ersten Hälfte des Jahres 2025, gefolgt von Evaluierungskits und System-on-Modules-Mustern Mitte 2025 und Serienproduktion voraussichtlich Ende 2025. (me)

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