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FPGA更新算法和网络协议处理

发布时间:2020/5/27 23:26:18 访问次数:564

SMM4F12A-TR相对于使用GPU来进行数据加速,采用FPGA的实现方式通常受益于较低的延迟和更高的能效。GPU的一个关键问题是:它们的计算效率通常只是其理论吞吐量的一小部分。因为GPU针对3D图形渲染流水线进行了优化,基于数据高度重用的执行流水线设计,导致着色器内核往往会在相对较小的本地存储以外运行。数据流式工作负载提供的数据重用机会更少,这就意味着需要更频繁地用新数据来填充存储器,而这会影响处理时间。CPU中面向缓存的子系统也同样受制于类似的问题。FPGA可以实现数据自由流动的完整流水线,因此可以提供了远远高于GPU或者CPU的计算效率。例如,基因组研究应用的基准测试表明,与基于CPU的实现方式相比,基于FPGA的硬件可将速度提高80倍。

在高性能计算和云计算环境中,架构师正在转向FPGA加速以避开系统中其他部分出现的瓶颈。通过将更多工作移交给存储子系统本身,数据中心用户可以在效率上得到大幅提升。数据库加速、数据分析和其他适用于计算型存储的处理形式可以与加密、去重复数据和安全擦除编码等低层级服务功能一起被部署在加速器上。

随着诸如软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)等概念的流行,刀片服务器在数据中心内部和数据中心之间的通信管理任务中正发挥着更为重要的作用。但是,随着线速增加到100 Gbps甚至更高,Xeon级服务器处理器的处理负担是非常巨大的,数据中心运营商热衷于将许多SDN功能的处理工作卸载到附近的加速卡上。在新兴的架构中,通用服务器CPU被用于处理异常事件,而同时加速器则负责处理大量的网络流量。当新的需求、应用和安全威胁出现时,FPGA能够更新算法和网络协议处理,从而使它们成为网络加速的理想基础平台。

实施有效加速被亚马逊(Amazon)、Facebook和微软(Microsoft)等超大规模用户采用的第一批加速器都是大幅度定制的设计。这些公司能够在打造自己的板卡设计中确保所需的规模经济,无论是基于自己设计的专用集成电路(ASIC),还是采用现成的FPGA和GPU。从成本和时间的角度来看,对于企业数据中心和边缘计算用户来说,他们难以在这种定制芯片级设计中找到合理的规模。然而,设计定制的ASIC和板卡并不是必需的。对诸如以太网和PCIe等标准接口的需求,不仅使使用标准板卡级产品成为可能,而且也是可取的。

作为一家长期提供硬件加速产品的供应商,BittWare一直在为从高性能计算到云加速到仪器仪表等众多领域内的客户设计采用PCIe尺寸的、基于FPGA的板卡,并在这方面积累了丰富的经验。现在,作为Molex集团的子公司,BittWare能够充分借助其全球供应网络以及与戴尔(Dell)和惠普企业(HP Enterprise)等服务器供应商的深厚关系。BittWare是唯一一家可与多家主流FPGA供应商合作的重要批量化供应商,能够满足企业客户的质量认证、验证、产品生命周期管理和支持需求,这些客户希望为关键任务型应用去大规模部署FPGA加速器。

在这些应用中,BittWare实现的一个重要差异化在于该公司为其基于FPGA的加速器提供了广泛的软件支持。每个加速卡均配有适用于Linux和Windows系统的驱动软件,可通过PCIe和以太网连接将其快速集成到各种系统中。除了支持主CPU和加速卡之间的通信外,该驱动还支持接入加速卡上的嵌入式固件。这个固件可以处理众多管理和自检功能。

(素材来源:ttic和eechina.如涉版权请联系删除。特别感谢)

深圳市斌能达电子科技有限公司http://jkic888.51dzw.com/

SMM4F12A-TR相对于使用GPU来进行数据加速,采用FPGA的实现方式通常受益于较低的延迟和更高的能效。GPU的一个关键问题是:它们的计算效率通常只是其理论吞吐量的一小部分。因为GPU针对3D图形渲染流水线进行了优化,基于数据高度重用的执行流水线设计,导致着色器内核往往会在相对较小的本地存储以外运行。数据流式工作负载提供的数据重用机会更少,这就意味着需要更频繁地用新数据来填充存储器,而这会影响处理时间。CPU中面向缓存的子系统也同样受制于类似的问题。FPGA可以实现数据自由流动的完整流水线,因此可以提供了远远高于GPU或者CPU的计算效率。例如,基因组研究应用的基准测试表明,与基于CPU的实现方式相比,基于FPGA的硬件可将速度提高80倍。

在高性能计算和云计算环境中,架构师正在转向FPGA加速以避开系统中其他部分出现的瓶颈。通过将更多工作移交给存储子系统本身,数据中心用户可以在效率上得到大幅提升。数据库加速、数据分析和其他适用于计算型存储的处理形式可以与加密、去重复数据和安全擦除编码等低层级服务功能一起被部署在加速器上。

随着诸如软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)等概念的流行,刀片服务器在数据中心内部和数据中心之间的通信管理任务中正发挥着更为重要的作用。但是,随着线速增加到100 Gbps甚至更高,Xeon级服务器处理器的处理负担是非常巨大的,数据中心运营商热衷于将许多SDN功能的处理工作卸载到附近的加速卡上。在新兴的架构中,通用服务器CPU被用于处理异常事件,而同时加速器则负责处理大量的网络流量。当新的需求、应用和安全威胁出现时,FPGA能够更新算法和网络协议处理,从而使它们成为网络加速的理想基础平台。

实施有效加速被亚马逊(Amazon)、Facebook和微软(Microsoft)等超大规模用户采用的第一批加速器都是大幅度定制的设计。这些公司能够在打造自己的板卡设计中确保所需的规模经济,无论是基于自己设计的专用集成电路(ASIC),还是采用现成的FPGA和GPU。从成本和时间的角度来看,对于企业数据中心和边缘计算用户来说,他们难以在这种定制芯片级设计中找到合理的规模。然而,设计定制的ASIC和板卡并不是必需的。对诸如以太网和PCIe等标准接口的需求,不仅使使用标准板卡级产品成为可能,而且也是可取的。

作为一家长期提供硬件加速产品的供应商,BittWare一直在为从高性能计算到云加速到仪器仪表等众多领域内的客户设计采用PCIe尺寸的、基于FPGA的板卡,并在这方面积累了丰富的经验。现在,作为Molex集团的子公司,BittWare能够充分借助其全球供应网络以及与戴尔(Dell)和惠普企业(HP Enterprise)等服务器供应商的深厚关系。BittWare是唯一一家可与多家主流FPGA供应商合作的重要批量化供应商,能够满足企业客户的质量认证、验证、产品生命周期管理和支持需求,这些客户希望为关键任务型应用去大规模部署FPGA加速器。

在这些应用中,BittWare实现的一个重要差异化在于该公司为其基于FPGA的加速器提供了广泛的软件支持。每个加速卡均配有适用于Linux和Windows系统的驱动软件,可通过PCIe和以太网连接将其快速集成到各种系统中。除了支持主CPU和加速卡之间的通信外,该驱动还支持接入加速卡上的嵌入式固件。这个固件可以处理众多管理和自检功能。

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