FPGA開発でAMDとインテルの競争が最前線へ

Agam Shah オリジナル記事

AMDはFPGA（フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ）市場で着実な進歩を維持し、インテルが苦戦している市場でシェアを拡大している。インテルが今年、FPGAの大々的な投入を計画しているのに対し、AMDは新たなフラッグシップFPGAチップを投入し、その地位を確立しようとしている。

Versal Premium VP1902 FPGAは、複雑なチップをゼロから設計・シミュレーションできる白紙のハードウェアとして売り込まれている。シミュレーションでは、量産に入る前にデジタル化されたチップのテストと検証が行われる。

しかし、FPGAの課題を公然と認めているインテルは、業績回復の一環として、今年後半に大規模なプッシュを計画している。

「FPGAポートフォリオへの投資拡大が功を奏して、今年中には15以上の新製品が投入される予定です。FPGA事業においてかつてないほど多くの新製品が投入されることになります」と、データセンター・AIグループ担当エグゼクティブ・バイスプレジデント兼ジェネラル・マネージャーのサンドラ・リベラ氏は今年初めのウェブキャストで述べている。

AMDのVersal製品は、より小型のコンピューター・チップの製造が課題となっている今、タイムリーかつ重要なものだ。これらのチップの設計もまた挑戦であり、コンピューティングとAIの限界に挑戦する必要がある。FPGAはCPUよりもかなり多くの演算ができるため、半導体設計のような複雑なワークロードにも適応できる。

Versal以外では、Nvidiaが3月にcuLithoソフトウェア・ライブラリをリリースした。このライブラリは、同社のH100 GPU（コードネームHopper）のAI機能を利用し、すでに困難とされている2nmを超えるチップの設計と製造を支援するものである。

半導体は、クラウドを中心としたコンピューティング需要の増加に伴い、より多くのトランジスタを搭載するようになっている。コンピューティングの需要は、以前はサーバー・プロセッサーが中心だったが、GPU、AIプロセッサー、ASIC、その他のアクセラレーターなど多様化している。自社で設計するチップも増えており、5月に発表されたメタ社のAI推論チップはその顕著な例だ。

これらの自社製チップには、演算能力を高めるためにより多くのトランジスタとゲートも搭載されている。AMDの新しいFPGAは、これらのチップの実際の性能をシミュレートする。これらのシミュレーションは、FPGAにプログラムすることができ、チップを生産に移す前に必要となる。シミュレーションが成功裏に完了すると、FPGAはきれいに消去され、新たなシミュレーションのためにリセットされる。

最大1850万個のロジックセルと600億個のロジックゲート

画像提供：AMD

Versalは最大1,850万個のロジック・セルと600億個のロジック・ゲートをサポートしており、これは前世代のVirtex UltraScale+ VU19P FPGAの約2倍に相当する。VU19Pを使ってRISC-Vチップを設計しているところもある。VP1902の量産出荷は第3四半期に開始される。

VP1902のプロセッサー・システムには、2つのArm Cortex-R5F RPUプロセッサーと、VU19Pにも搭載されている2つのArm Cortex-A72プロセッサーが含まれている。AMDの測定によると、スループットは5.6Tbpsで、前モデルの2倍に近い。

VP1902にはAIエンジンは搭載されていないが、フラッグシップFPGAの純粋なコンピュート・フォーカスを考えれば、この設計判断は理にかなっている。AMDはこのFPGAに、AIベースのチップ設計ソフトウェア・パッケージ「Vivado」を追加する。これらのデザインは、新しいFPGAに転送してシミュレーションすることができる。

FPGAはチップ設計のシミュレーション以外にも、大規模なソフトウェア・プラットフォームをテストするための巨大なプラットフォームを提供する。 半導体は自律走行車を含む新しいクラスの機器に搭載されつつあり、AMDはそうした市場を狙っている。Versal製品ラインは、昨年閉鎖されたザイリンクスの買収後にAMDにもたらされた。