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嵌入式計(jì)算正面臨著新的挑戰(zhàn)，來自網(wǎng)絡(luò)、存儲和工業(yè)領(lǐng)域的三大趨勢正在推動未來計(jì)算的發(fā)展：
首先，AI工作負(fù)載和相關(guān)應(yīng)用的驅(qū)動，使得網(wǎng)絡(luò)流量迅速增加。相關(guān)研究機(jī)構(gòu)預(yù)測，今后五年，網(wǎng)絡(luò)流量會增加120%，因此需要高吞吐量、低時延以及高能效的數(shù)據(jù)處理和傳輸技術(shù)。
其次，數(shù)據(jù)存儲需求五年增長了20%，且這一趨勢將持續(xù)下去。隨之而來，對實(shí)時的數(shù)據(jù)分析和計(jì)算都提出了更高要求，比如I/O連接性、算力等等，都提出了更高要求。
第三，工業(yè)邊緣計(jì)算需求也呈爆炸式增長。因?yàn)楣I(yè)環(huán)境下必須要對數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時處理，這對于智能制造、自動化等方面的需求都至關(guān)重要，因此對計(jì)算性能和能耗提出了更高要求。
從以上趨勢可以看到，人工智能驅(qū)動的流量增長、數(shù)據(jù)爆炸，還有工業(yè)邊緣算力需求的擴(kuò)張，都對嵌入式領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)、存儲以及工業(yè)的應(yīng)用提出了更高的計(jì)算要求，也對新一代處理器提出了更高的需求。
第五代 AMD EPYC（霄龍），全面賦能嵌入式計(jì)算
AMD日前宣布推出了第五代 AMD EPYC（霄龍）嵌入式處理器，進(jìn)一步擴(kuò)展了x86 嵌入式處理器產(chǎn)品組合。
AMD在嵌入式CPU領(lǐng)域的探索可以追溯到7年前。2018年，AMD推出了第一代EPYC嵌入式3000系列處理器，該系列基于14nm“Zen”架構(gòu)打造，具備出色的性能和更高的能效比。此后，AMD又陸續(xù)推出了第二代基于“Zen 2”架構(gòu)的7002系列處理器、第三代基于“Zen 3”架構(gòu)的7003系列處理器，制程工藝也由14nm演進(jìn)到7nm?；凇癦en 4”架構(gòu)的第四代EPYC嵌入式9004系列處理器采用5nm工藝，于2023年推出，最高96核配置。
最新推出的第五代AMD EPYC 嵌入式9005系列CPU針對嵌入式市場進(jìn)行了優(yōu)化，在尖端計(jì)算能力與專屬打造的嵌入式功能之間實(shí)現(xiàn)了平衡，從而提升了產(chǎn)品壽命、可靠性、系統(tǒng)彈性和嵌入式應(yīng)用開發(fā)的簡易性。該處理器采用業(yè)經(jīng)驗(yàn)證的“Zen 5”架構(gòu)，可提供領(lǐng)先的性能和能效，使網(wǎng)絡(luò)、存儲和工業(yè)邊緣系統(tǒng)能夠更快、更高效地處理更多數(shù)據(jù)。
據(jù)了解，AMD EPYC Embedded 9005 系列處理器專為支持計(jì)算密集型嵌入式系統(tǒng)而設(shè)計(jì)，支持單個插槽中從8到192顆核心數(shù)量。如此強(qiáng)化的核心密度分別可將網(wǎng)絡(luò)和存儲工作負(fù)載的數(shù)據(jù)處理吞吐量提升至多1.3倍與1.6倍，使得該器件成為網(wǎng)絡(luò)和安全防火墻平臺、存儲系統(tǒng)以及工業(yè)控制應(yīng)用的理想選擇。
利用全新“Zen 5c”核心架構(gòu)，新一代處理器可提供更高吞吐量和更高能效，每個插槽的DDR5存儲器高至 6TB的容量、擴(kuò)展的I/O連接性、通過CXL 2.0支持最多160個PCIe Gen5通道，這些都為網(wǎng)絡(luò)和存儲應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了存儲容量擴(kuò)展和高速數(shù)據(jù)傳輸。并且，與前代AMD EPYC嵌入式9004系列兼容，9005系列處理器采用SP5插槽尺寸規(guī)格，為客戶提供了簡單的升級路徑。
三大優(yōu)勢兼顧嵌入式計(jì)算能力和功能需求
AMD嵌入式x86產(chǎn)品管理高級產(chǎn)品經(jīng)理Tarang Shah介紹，新推出的產(chǎn)品系列有三大優(yōu)勢：首先，它是一個可信任的平臺，第五代EPYC業(yè)經(jīng)驗(yàn)證，且發(fā)展非常完善，只是擴(kuò)展到了嵌入式市場，同時具備穩(wěn)固、強(qiáng)有力的生態(tài)系統(tǒng)支持；其次，它具備豐富的嵌入式功能，比如延長的使用壽命、提升的系統(tǒng)彈性、開發(fā)的簡易性等等，都是專為嵌入式市場所打造的；第三是領(lǐng)先的性能，具有非常高的吞吐量、核心密度以及能效。
具體而言，AMD EPYC Embedded 9005系列處理器專為特定應(yīng)用構(gòu)建的功能，主要體現(xiàn)在：
第一，使用壽命方面，9005提供延長的7年產(chǎn)品制造支持，助力系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員確保產(chǎn)品長久可得，減少重新設(shè)計(jì)與認(rèn)證工作。這些延長的設(shè)計(jì)壽命運(yùn)行目標(biāo)對于在惡劣條件下運(yùn)行關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用的嵌入式系統(tǒng)至關(guān)重要，可以最大限度減少計(jì)劃外停機(jī)、維修和高昂的系統(tǒng)更換。
第二，系統(tǒng)彈性和安全性方面，功能包括非透明橋接（NTB），可在容錯多主機(jī)配置中提供更高可用性。NTB經(jīng)由PCI Express（PCIe）在雙活（主動/主動）配置中實(shí)現(xiàn)兩個CPU之間的數(shù)據(jù)交換，為網(wǎng)絡(luò)和存儲系統(tǒng)增強(qiáng)了系統(tǒng)冗余和故障轉(zhuǎn)移功能，以允許在發(fā)生故障時繼續(xù)運(yùn)行。DRAM Flush 通過將數(shù)據(jù)從 DRAM 轉(zhuǎn)移到非易失性存儲器中，幫助防止在發(fā)生電源故障時丟失數(shù)據(jù)，從而強(qiáng)化了任務(wù)關(guān)鍵型存儲部署的可靠性。雙串行外設(shè)接口（SPI）使客戶能夠加載安全且專有的引導(dǎo)加載程序來驗(yàn)證平臺，確?？尚诺膱?zhí)行環(huán)境。
第三，應(yīng)用開發(fā)的簡易性方面，內(nèi)置Yocto框架支持簡化嵌入式系統(tǒng)部署，支持創(chuàng)建針對客戶系統(tǒng)的定制Linux發(fā)行版。存儲性能開發(fā)套件（SPDK）和數(shù)據(jù)平面開發(fā)套件（DPDK）通過執(zhí)行用戶空間驅(qū)動中的網(wǎng)絡(luò)和存儲工作負(fù)載數(shù)據(jù)處理來提高系統(tǒng)性能。
Tarang Shah強(qiáng)調(diào)，AMD EPYC Embedded 9005作為一個服務(wù)器級產(chǎn)品，專為嵌入式應(yīng)用做了優(yōu)化，既有很高的嵌入式計(jì)算性能，同時也加入了嵌入式功能來滿足網(wǎng)絡(luò)、存儲以及工業(yè)應(yīng)用方面的需求，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算能力和嵌入式需求的兼顧。
安全與AI能力的雙重革新
據(jù)Tarang Shah介紹，AMD EPYC Embedded 9005系列在安全和AI應(yīng)用方面都有亮點(diǎn)：
安全性方面，它新增了可信任I/O功能，擴(kuò)展了可信任邊界。在傳統(tǒng)架構(gòu)中，外部器件訪問該處理器的私有存儲器，需經(jīng)歷復(fù)雜的多周期驗(yàn)證流程，而可信任I/O通過建立可信任的嵌入式環(huán)境，允許直接訪問私有存儲空間。這一設(shè)計(jì)不僅縮短了數(shù)據(jù)交互路徑，還通過硬件級隔離機(jī)制降低了非授權(quán)訪問風(fēng)險，尤其適用于工業(yè)控制、邊緣網(wǎng)關(guān)等高安全要求的場景。
在AI負(fù)載方面，9005系列的新架構(gòu)可以友好支持大語言模型、中語言模型和小語言模型的推理工作。由于在后端加入相關(guān)的執(zhí)行單元，前端也有更多能力去處理指令解碼，進(jìn)行并行運(yùn)算。因此對于輕量化的AI模型，數(shù)據(jù)包的識別、傳輸?shù)榷伎梢蕴峁┲С帧?/p>
這些特性都使得9005系列能夠精準(zhǔn)匹配網(wǎng)絡(luò)、存儲及工業(yè)場景的需求，成為邊緣側(cè)智能化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施級解決方案。
