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「借道」MoP封裝,AMD打破「儲存牆」與「空間鎖」

2026年07月01日 首頁 » 熱門科技

網路設備正從100G、400G邁向太比特級互聯,影片處理從4K升級至8K乃至沉浸式應用,無線通信開始向6G演進,邊緣側Agentic AI也具備越來越複雜的推理能力。

這些變化共同推動嵌入式系統對內存容量和頻寬提出更高要求:高速網路數據包處理、寬帶RF信號處理、實時圖像增強等任務,都需要比上一代更大的內存資源。

「借道」MoP封裝,AMD打破「儲存牆」與「空間鎖」
「借道」MoP封裝,AMD打破「儲存牆」與「空間鎖」

01 HBM為何在邊緣側「水土不服」?

與數據中心不同,嵌入式系統無法通過增加伺服器節點、擴展機架來緩解內存壓力。無論是專業攝像機、遵循OCP 3.0標準的智能網卡,還是PXI模組化測試儀器,都必須在有限的PCB空間內兼顧功耗、散熱、尺寸和可靠性。

這使得行業面臨著架構級矛盾。應用需求持續增長,系統物理空間卻幾乎沒有擴展餘地。如何在有限空間內提升內存容量和頻寬,同時控制功耗、成本和設計複雜度,成為嵌入式系統設計的核心挑戰。

借鑑數據中心的發展路徑,引入HBM被業界認為是可行方案。然而,隨著產品落地,HBM與嵌入式應用之間的矛盾也越來越明顯。

其一是生命周期不匹配。工業控制、醫療設備等產品通常需要10至15年的持續供貨,而HBM受數據中心市場驅動,產品疊代速度快,一旦某代器件停產,整個平台都可能面臨重新設計。

其二是環境適應能力不足。大量工業級設備需要支持寬溫,甚至需要低溫環境運行,而現有HBM產品普遍難以滿足工業級寬溫認證要求,限制了其在關鍵場景中的應用。

其三是成本結構失衡。HBM依賴CoWoS、矽中介層等先進封裝工藝,不僅製造成本高,還受到先進封裝產能的限制。數據中心可以依靠大規模部署和高算力利用率攤薄成本,但嵌入式產品出貨規模相對有限,更關注成本、功耗、尺寸和長期可靠性,HBM帶來的高性能很難轉化為相應的商業價值。

歸根結底,對於嵌入式市場而言,需要的並非是數據中心的內存方案,而是能夠在容量、頻寬、尺寸、功耗、成本,以及長期供貨之間實現平衡的新型內存架構。

02  MoP封裝重塑「功耗、空間、性能」鐵三角

面對行業的困境,AMD 最近推出了第二代 AMD Versal Premium MoP(Memory on Package,封裝上內存)自適應SoC。

第二代 AMD Versal Premium Memory on Package( MoP )器件

其實,該器件並沒有沿用 HBM所依賴的矽中介層和CoWoS 先進封裝,而是採用「有機基板+無矽中介層」的 MoP 封裝工藝,將符合JEDEC 標準的LPDDR5X 內存直接集成到自適應SoC封裝內部。

「借道」MoP封裝,AMD打破「儲存牆」與「空間鎖」

這種路線選擇源於嵌入式市場與數據中心截然不同的需求。AMD自適應與嵌入式計算事業部 高級產品管理經理Mike Rather強調,CoWoS成本高、先進封裝產能緊張,更適合服務數據中心。而MoP則面向嵌入式系統對空間、功耗和成本的需求,重新定義了系統級內存集成方案。

從物理結構來看,第二代AMD Versal Premium MoP在封裝頂部集成最高1.5M LUT 的計算晶片,底部則通過有機基板與四顆 LPDDR5X 組件直接互連。

具體來說,這一設計帶來的價值首先體現在容量、頻寬與空間的突破上。傳統離散內存方案需要將計算晶片和外部內存顆粒分別焊接在PCB上,內存器件及高速布線占據了大量板級空間。

以第二代 AMD Versal Premium MoP的典型高性能系統為例,其採用分立方案(2VP3602 器件搭配8顆32bit LPDDR5X)時,整板面積約為107mm×74mm。而採用第二代AMD Versal Premium MoP(2VP3622)後,封裝尺寸縮減至55mm×57.5mm,板級面積減少約60%。

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更重要的是,這種縮減並非以犧牲性能為代價。2VP3622在LPDDR5X-9000配置下,仍可提供32GB內存容量和288GB/s內存頻寬,似的容量、頻寬與空間利用率的同步提升。

正因如此,PCIe HHHL(半高半長)插卡、OCP 標準網卡、企業級 EDSFF儲存設備,以及各類小型化定製系統,都擁有了更大的設計空間。

相比空間節省,更大的改變來自開發流程。在傳統高速DDR接口開發中,從器件選型、原理圖設計,到電源完整性(PI)、信號完整性(SI)分析,再到高速PCB布線和板級驗證,每一步都需要大量工程投入。

這其中,高速DDR布線往往還需要增加 PCB 層數,不僅推高製造成本,也增加了信號調試和反覆流片的風險。

然而,第二代 AMD Versal Premium MoP將LPDDR5X 與計算晶片直接集成在同一封裝內,並在出廠前完成內存互連及相關驗證。封裝內部互連間距僅0.4mm,對外引腳間距則達到0.92mm,可直接適配標準PCB 工藝。

這意味著,工程師無需再自行完成高速內存接口的設計、布線和調試,開箱即是已經驗證完成的完整內存子系統,而非需要重新集成的內存顆粒。相比採用分立內存重新開發硬體平台,工程師可以省去高速DDR接口開發和驗證環節,節省開發時間,縮短產品上市周期。

「借道」MoP封裝,AMD打破「儲存牆」與「空間鎖」

對於嵌入式系統來說,開發效率只是產品價值的一部分。工業控制、通信設備,以及關鍵基礎設施等應用往往需要持續運行十年以上,相比峰值性能,用戶企業更加關注產品能否長期穩定運行,以及核心器件能否持續供應。

其實,第二代 AMD Versal Premium MoP採用了符合JEDEC 標準的LPDDR5X,AMD能夠提供超過15年的產品生命周期支持,使產品無需隨著HBM快速疊代而被迫重新設計,從而降低因內存停產帶來的平台維護成本。

除了可靠性和生命周期,MoP的封裝結構本身還帶來了額外的安全優勢。由於內存晶片與計算核心集成在同一封裝內,外部難以直接探測或接入內存信號,天然縮小了硬體層面的攻擊面。

在此基礎上,該器件通過進一步集成DDR內存加密(無需占用可編程邏輯資源)、PCIe 6.0 IDE 完整性保護與數據加密,以及硬化的400G高速加密引擎,可對靜態數據和傳輸中的數據提供全鏈路保護,在保證吞吐性能的同時,滿足金融等敏感行業的安全與合規要求。

03 深水區博弈:應用場景與供應鏈「新解法」

第二代AMD Versal Premium MoP在架構層面重新平衡了容量、頻寬、尺寸和開發效率,而檢驗這套方案價值的,卻需要落到具體應用場景中。

廣播影片與測試測量,正是目前典型的兩類場景。

其中,廣播影片正在向IP化、智能化快速演進。新一代專業攝像機不僅需要同時處理多路4K、8K影片流,還要支持ST 2110確定性IP網路傳輸,並在邊緣端完成目標檢測、內容分析等AI推理任務。在有限的機身體積內,既要容納更大的內存容量,也要集成更多計算資源,板級空間已經成為新的瓶頸。

測試測量領域同樣如此。以PXI平台為例,廠商需要在標準3U PXI機殼內完成5G、6G寬帶信號採集、深度緩存,以及高速回放,同時還要不斷縮短新品研發周期。在固定尺寸下,每節省一塊PCB面積,都意味著可以集成更多模擬前端、接口或計算資源。

面對這些場景,Mike Rather強調,不同應用有不同答案。例如,高端示波器更依賴持續的數據緩衝能力,因此需要容量和頻寬兼顧;而網路設備、更緊湊的邊緣計算平台,則更加看重有限空間內能夠集成多少計算資源。MoP的價值是在容量、頻寬、尺寸以及開發效率之間重新建立平衡,讓不同類型的系統能夠根據自身需求完成取捨。

另外,還值得注意的是,第二代AMD Versal Premium MoP並非完全重新設計的新平台,而是建立在第二代Versal Premium已經完成驗證的架構基礎之上。其絕大部分第二代的 Versal Premium IP,以及封裝上內存的IP,都已經在 Versal Premium 的平台上獲得了驗證,所以MoP更多是在成熟平台上完成內存集成創新,這也是其能夠進一步縮短開發周期的重要原因。

「借道」MoP封裝,AMD打破「儲存牆」與「空間鎖」

除了產品設計本身,在供應鏈方面,過去幾年,大模型訓練持續推高HBM與高性能內存需求,整個儲存產業鏈的資源不斷向數據中心領域傾斜,嵌入式行業也因此承受越來越大的採購壓力。

對此,AMD正在發揮另一層價值。

由於採用符合JEDEC標準的LPDDR5X,並完成多家內存供應商的兼容性驗證,AMD可以統一完成LPDDR5X的採購、驗證和封裝,再將完整器件交付客戶。這意味著,客戶採購的不再是FPGA與內存顆粒,而是已經完成系統級驗證的計算平台。

對於很多嵌入式企業而言,這不僅減少了高速內存設計的工作量,也降低了單獨採購LPDDR5X、進行兼容性驗證以及應對供應波動的複雜度。

某種程度上,MoP所帶來的不僅是新的封裝,也是新的供應模式。

04  寫在最後:後摩爾時代,更重要的是「工程平衡」

事實上,AMD並沒有將MoP定義為唯一的發展方向。

此次更新的第二代Versal Premium系列,同時提供了採用傳統外部內存方案的版本,支持最高4條RDIMM、超過512GB DDR5容量,以滿足更大容量和靈活擴展需求;MoP版本則針對空間受限、開發周期敏感以及長期部署的嵌入式應用。

「借道」MoP封裝,AMD打破「儲存牆」與「空間鎖」

根據產品路線圖,第二代Versal Premium非MoP版本樣片已經推出,計劃於2026年底量產;MoP版本樣片預計於2026年第四季度供貨,大規模量產則計劃於2027年第三季度啟動。

回顧半導體的發展歷程,計算與儲存之間的距離始終在不斷縮短。從板級離散內存,到數據中心採用的HBM與CoWoS,再到將LPDDR5X集成進封裝的MoP,每一次變化的背後,都對應著不同應用場景對系統架構提出的新要求。

這也意味著,MoP的價值並非在於取代HBM,也不是為了盲目追求最先進的封裝技術,而是在嵌入式應用的現實需求下,為系統架構提供另一種選擇。

隨著邊緣AI、物理AI、高速網路、工業自動化,以及專業影片系統不斷提升對內存容量和頻寬的需求,傳統板級內存架構正在逼近空間和成本的雙重瓶頸。第二代AMD Versal Premium MoP給出的答案,就是在成熟工藝、長期供貨、開發效率和系統集成之間尋找新的工程平衡。

對於如今的嵌入式計算而言,這種面向應用場景的平衡,或許比單純刷新性能參數,更加重要!

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