边缘计算迎来“量子飞跃”！支持抗量子密码，AMD推出FPGA新系列-编程知识

3月6日，AMD宣布推出AMD Spartan™ UltraScale+™ FPGA系列，这是AMD成本优化FPGA和自适应SoC广泛产品组合的最新成员。

距离1月22日，AMD推出业界首款符合VESA DisplayPort 2.1标准的FPGA和自适应SoC实现，也才过了一个多月的时间。

Spartan UltraScale+器件为广泛的边缘I/O密集型应用提供了成本和节能性能，在采用28纳米及更低工艺技术的FPGA中提供了业界最高的I/O与逻辑单元比率，与上一代相比，总功耗降低了30%，并包含AMD成本优化产品组合中最强大的安全功能。

Spartan UltraScale+ FPGA针对边缘进行了优化，提供高I/O数量和灵活的接口，使FPGA能够与多个设备或系统无缝集成并高效连接，以应对传感器和连接设备的爆炸式增长。

该系列提供业界最高的I/O与逻辑单元比率的FPGA，采用28纳米及以下工艺技术构建，具有多达572个I/O和高达3.3V的电压支持，可实现边缘传感和控制的任意连接应用程序。经过验证的16纳米结构和对各种封装的支持（从小至10x10毫米），在超紧凑的占地面积中提供高I/O密度。广泛的AMD FPGA产品组合还提供了可扩展性，从成本优化的FPGA开始一直到中端和高端产品。

另外，Spartan UltraScale+ FPGA提供AMD成本优化FPGA产品组合中最先进的安全功能。

1）保护IP：通过NIST批准的算法支持抗量子密码，提供最先进的IP保护，抵御不断发展的网络攻击和威胁。物理不可克隆功能为每个设备提供了唯一的指纹，以提高安全性。

2）防止篡改：PPK/SPK密钥支持有助于管理过时或受损的安全密钥，而差分功耗分析有助于防止旁道攻击。这些设备包含永久性的篡改惩罚，以进一步防止误用。

3）最大限度地延长正常运行时间：增强的单事件翻转性能有助于快速、安全的配置，并提高客户的可靠性。

AMD Vivado™设计套件和Vitis™统一软件平台支持整个AMD FPGA和自适应SoC产品组合，使硬件和软件设计人员能够利用这些工具的生产力优势，并通过单个设计人员驾驶舱从设计到验证包含IP。

AMD Spartan UltraScale+ FPGA系列采样和评估套件预计将于2025年上半年推出。文件现已推出，并于2024年第四季度从AMD Vivado设计套件开始提供工具支持。

AMD自适应和嵌入式计算事业部公司副总裁Kirk Saban表示：“25年来，Spartan FPGA系列帮助人类取得了一些最伟大的成就，从挽救生命的自动除颤器到推进人类知识边界的CERN 粒子加速器”。“Spartan UltraScale+系列基于经过验证的16纳米技术，增强的安全性和功能、通用设计工具以及较长的产品生命周期进一步增强了我们市场领先的FPGA产品组合，并强调了我们为客户提供成本优化产品的承诺。”

AMD与研华是长期合作伙伴关系，后者一直在推动边缘计算演进。特别是，利用AMD在处理器方面的领先技术能力，将帮助研华持续增强其高性能边缘计算解决方案，并制定满足客户和市场未来需求的强大产品路线图。

“通过结合AMD的CPU处理器技术、赛灵思的FPGA专业知识以及研华在嵌入式行业40年的经验，双方将进一步优化高级计算应用的工作效率。”研华嵌入式物联网平台事业群高级经理廖世强表示。

研华是工业物联网领域的全球领导者，不断增强其边缘计算解决方案。研华与合作伙伴AMD合作，提供先进的处理核心，推动行业走向高性能计算，帮助赋能多样化的嵌入式和AIoT应用，加速边缘计算革命。

此外，研华预计人工智能驱动的个人电脑将在未来三年发挥关键作用。该公司计划推出更多基于AMD的硬件AI加速解决方案，以继续拓展多元化的AI和高性能计算市场。

根据分析公司MarketsandMarkets Research Pvt Ltd的最新研究，全球边缘计算市场预计将从2023年的536亿美元快速增长到2028年的1113亿美元市场规模，复合年增长率（CAGR）为15.7%。

同时，Gartner公司预测，到2025年，大约75%的企业数据将在数据中心/云之外的边缘生成和处理，进一步强调了在边缘实施高性能计算的必要性。

廖世强预计，未来5到10年，为了实现先进的高端应用，对边缘计算性能的需求将显着增加。这将推动硬件需求符合更高的计算性能、更高效的多任务处理能力、更高的数据传输带宽以及人工智能辅助实时决策的需求。

尽管对高性能边缘计算的需求不断增长，但客户仍面临现有产品的局限性，无法满足高级应用程序的计算需求。

针对这一问题，研华在边缘计算的基础上提出了“高性能边缘计算（HPEC）”的概念。

研华的HPEC系列进一步以高密度处理器为核心，支持各种扩展接口和I/O、高带宽数据传输，并可支持或集成高端GPU、AI加速卡，可以满足边缘高性能计算日益增长的需求，其尺寸比传统服务器产品小30%至50%。

该系列包括采用AMD高性能处理器的工业主板AIMB-592和AIMB-523；系统模块（SOM）SOM-E780；以及高性能系统AIR-520。此外，研华还提供包括Edge AI SDK在内的软件解决方案，以加速应用集成效率。

为了应对不断增加的边缘工作负载，“边缘计算”继续在嵌入式物联网（IoT）或人工智能物联网（AIoT）领域发挥关键作用。它进一步结合了人工智能和数据计算的进步，旨在将更高性能的计算（HPC）带到边缘。

边缘计算技术带来了几个好处。边缘计算无需将数据上传到云端进行处理和分析，缩短了数据生成、处理、分析和存储之间的距离。靠近数据源可以最大限度地减少数据流和延迟，降低安全风险，降低传输和管理成本，从而实现更高效的数据处理和操作。

另一方面，计算技术的进步和标准化的软硬件架构使系统变得更具可扩展性，提高了在各个应用领域大规模部署的灵活性，同时降低了采用新功能的门槛。如今，在人工智能的支持下，边缘计算将能够根据需求自动实时调整，提高准确性。

50多年来，AMD一直在推动高性能计算、图形和可视化技术的创新。针对目前整个电脑行业里最热门的话题AI PC，AMD也展示了自身在这领域研发方面的领先地位。

3月21日，AMD在众多合作伙伴、媒体和意见领袖的见证下举办了AI PC创新峰会，展示了其在中国AI PC生态系统中的发展势头。作为第一家将专用AI引擎、即NPU引入x86生态系统的公司，AMD目前已出货数百万套系统，并在市场上提供多样化的PC设计，AMD锐龙8040系列处理器为中国市场带来了领先的计算和AI体验。