AMD推出首款大众市场加速卡产品—— Alveo(TM) V80 带来超高逻辑密度与内存带宽 原创

传统处理架构在面对大数据集时，存储器和网络访问的瓶颈往往成为性能提升的主要障碍。无论是存储器还是网络接口，传统架构中的DDR4存储器在处理高性能计算时经常成为限制性能的瓶颈。

这其中，CPU通过PCle连接多个器件，这种“芯片对芯片”的连接方式在存储器和网络访问方面存在明显的瓶颈，无法满足大数据集处理的需求。

网络附加、硬件加速

AMD Alveo™ V80计算采用了Versal HBM解决方案，通过集成高带宽存储器（HBM）和自适应SoC，有效解决了传统架构中的内存瓶颈问题。HBM提供了超高的带宽，能够支持从10G到800G的广泛工作负载，提高了数据传输速率，减少了对DDR4等外部芯片的依赖。通过这种方式，Alveo™ V80实现了性能的最大化，同时降低了功耗和时延。

AMD 自适应和嵌入式计算事业部（ AECG ）高级产品线经理Shyam Chander坦言，HBM和其他Versal器件的结合，使其能够有效解决内存和网络访问的瓶颈问题，不再需要依赖DDR4或其他外部芯片。”

AMD自适应和嵌入式计算事业部（ AECG ）高级产品线经理  Shyam Chander

在提升数据传输速率方面，Alveo™ V80支持的工作负载范围广泛，能够处理多种协议，速率有所提高。其PCIe Gen5的接口支持64G传输速率，是第四代的2倍，显著提升了数据传输效率。

面对降低功耗和时延问题，通过高效的HBM和Versal器件组合，Alveo™ V80能够实现性能最大化，同时减少功耗、占板面积及时延。安全连接和灵活应变的计算能力进一步提升了整体性能。

为解决开发周期冗长问题，AMD为Alveo™ V80提供了全面的开发工具支持，包括熟悉的Vivado™设计套件和丰富的示例设计。这些工具和框架不仅缩短了开发周期，还帮助开发者更好地发挥硬件的潜力，实现快速部署和价值最大化。通过使用Vivado™工具，Alveo硬件开发者能够实现价值最大化，并且加速开发流程，缩短产品上市时间。

Shyam Chander强调说：“为进一步增强了客户的信心，AMD提供了年质保和五年期生命周期规划。

在提升处理密集型工作负载的效率方面，Alveo™ V80能够应对多种大数据工作负载，包括高性能计算、数据分析、金融科技、网络安全和AI计算等。其优化的DSP计算逻辑片使其在处理复杂计算任务时表现卓越，提升至高2倍的性能，使其能够快速处理大量数据。

“Alveo™ V80可以应对许多大数据工作负载，包括高性能计算中的基因组学和传感器处理、数据分析（如欺诈检测）等。”Shyam Chander如是说。

整体而言，Alveo V80 加速卡由 Versal HBM 自适应 SoC 设备驱动，具有超过 820 GB/s 的高带宽存储器 (HBM2e)，打破了性能瓶颈。该卡还具有 400G 加密引擎，用于内联网络监控和数据包检查，多百吉比特以太网核心，以及满足巨大网络带宽需求的 112G PAM4 和 32G NRZ 收发器。

为了实现可扩展性和计算集群，V80 加速卡经过优化，最大限度地增强了与网络、CPU 主机、板载内存和 NVMe 存储驱动器的连接性。具体而言，该卡集成了 QSFP56 光学接口、PCIe Gen4 和 Gen5 接口、用于内存扩展的 DDR4 DIMM 插槽，以及 Mini Cool Edge I/O (MCIO) 连接器，以 PCIe® Gen5 速度在计算和存储节点之间进行扩展。

来源：AMD

与上一代产品相比，Alveo™ V80性能和功能优化主要得益于许多硬件功能的集成。对标的Alveo™ U55C，Alveo™ V80在多个方面实现了显著提升。存储器带宽提升至高1.8倍，逻辑密度提升至高2倍，网络带宽从200GB每秒提升至800GB每秒，至高4倍，PCle带宽提升至高2倍。这些参数表明，V80在从第四代到第五代的过渡中，实现了全面的性能提升。

Shyam Chander补充说：“Alveo™ V80还拥有大量DSP计算逻辑片，提供较前代产品至高2到3倍的DSP性能。此外，V80还具备硬化与计算基础设施的连接，也就是所谓的‘超级通路’，实现轻松集成。”

内存密集型和大数据工作负载的“加速利器”

Alveo™ V80的应用范围广泛，涵盖了从高性能计算到金融科技再到网络安全的多个领域。在基因组学、分子动力学、传感器处理、数据分析等高性能计算任务中，Alveo™ V80表现都较为出色。

联邦科学与工业研究组织CSIRO是澳大利亚国家级研究机构，参与了世界最大射电天文天线阵列的建设。在建设过程中，CSIRO一度面临是工作负载越来越复杂的挑战，需要迅速扩展计算资源，同时还要在有限的机架空间内优化设备的使用。

通过使用Alveo™ V80，CSIRO成功解决了这些问题。V80在相近的总拥有成本（TCO）下，较之前的产品实现了3倍的算力提升，同时减少了所需的机架空间和计算功耗。

Shyam Chander解释道：“CSIRO选择了Alveo™ V80，以扩展计算性能并提升Versal上的DSP引擎，从而降低时延，实现高精度和实时工作负载。V80的DSP58功能得到了增强，性能较前代产品提升了至高2至3倍。”

在网络安全方面，随着网络攻击的不断升级，网络安全问题愈发重要。Alveo™ V80通过集成高带宽核心和硬化加密引擎，为网络安全提供了坚实的保障。其至高800G的内嵌IPSec和HBM缓冲技术，能够有效管理流量，确保数据在传输过程中的安全性。

Shyam Chander指出：“如今，企业客户普遍重视网络安全，Alveo™ V80能够提供坚固的网络安全保障，防止网络攻击。通过下一代防火墙，Alveo™ V80不仅确保了安全性，还进一步提升了网络流量管理能力。”

金融科技领域对计算速度和数据处理能力有着极高的要求，金融科技领域包括风险分析和算法交易，还有网络安全中的数据包监控，以及存储领域的压缩工作负载。在建模仿真与回测的用例中，Alveo™ V80可用于密集计算的架构与DSP，其752Mb的RAM用于定价数据、交易记录，在低时延算法交易场景下，还能加速交易策略和期权定价。而HBM则用于大数据集以及历史定价数据，以及订单信息方面。

面向传统的FPGA开发人员，由于他们很多的设计采用的是Vivado™设计套件，故而其对硬件描述语言非常熟悉，支持定制和优化AMD为Alveo™ V80提供了丰富的示例设计，可以帮助开发者快速上手并开始项目。这些示例设计涵盖了各种应用场景，为开发者提供了实用的参考和指导，帮助他们在最短的时间内实现硬件设计和部署。

快速上市，始终都是Alveo™V80重要的价值定位，AMD Alveo™ V80的设计使其能够快速上市并进行部署。通过提供预构建的硬化功能和全面的开发支持，AMD帮助客户避免了系统集成任务，Shyam Chander强调：“我们进行了大量的热处理检测，确保产品及时可用，并提供了三年的质保。”

写在最后

随着AI时代的开启，计算场景下的数据量和复杂度的持续增加，对计算加速的需求不断上升。作为AMD首款大规模市场的加速卡产品，Alveo™ V80的推出通过显著提升计算性能和存储带宽，满足了市场对高性能和高灵活性计算解决方案的需求，特别是在实时数据处理和复杂算法优化方面，其优势将更加明显。其强大的性能和灵活性，将在高性能计算（HPC）、云计算和边缘计算等领域产生重要影响，帮助更多行业实现更高效的数据处理和更智能的决策支持。

据Shyam Chander透露，目前，Alveo™ V80已经向全球客户提供出货。