“世界變(biàn)得越来(lái)越智能(néng)和(hé)互聯，包(bāo)括數據(jù)中(zhōng)心(xīn)，雲(yún)計(jì)算等都在(zài)進(jìn)行偉大的(de)變(biàn)革(gé)，这(zhè)同(tóng)时(shí)也(yě)給(gěi)我(wǒ)们(men)带(dài)来(lái)了(le)全(quán)新挑戰，基礎設施方(fāng)面(miàn)必須要(yào)做出(chū)調整，才能(néng)够滿足这(zhè)些需求和(hé)挑戰。”英特(tè)爾公司可(kě)編程解(jiě)決方(fāng)案(àn)事(shì)業部(bù)FPGA软(ruǎn)件(jiàn)解(jiě)決方(fāng)案(àn)高(gāo)級總(zǒng)監費熊健（Bernhard Friebe）表(biǎo)示。“從我(wǒ)个(gè)人(rén)来(lái)说(shuō)，能(néng)够投身(shēn)于(yú)这(zhè)个(gè)时(shí)代(dài)，見(jiàn)證劃(huà)时(shí)代(dài)的(de)變(biàn)遷,倍感(gǎn)興奮。而(ér)從我(wǒ)從事(shì)的(de)FPGA行業来(lái)说(shuō)，这(zhè)項技術(shù)会(huì)給(gěi)數據(jù)中(zhōng)心(xīn)的(de)變(biàn)革(gé)带(dài)来(lái)了(le)很重(zhòng)要(yào)的(de)變(biàn)化(huà)。”
英特(tè)爾公司可(kě)編程解(jiě)決方(fāng)案(àn)事(shì)業部(bù)FPGA软(ruǎn)件(jiàn)解(jiě)決方(fāng)案(àn)高(gāo)級總(zǒng)監費熊健（Bernhard Friebe）
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FPGA的(de)特(tè)性(xìng)有(yǒu)助于(yú)客戶創造更(gèng)多(duō)可(kě)能(néng)
随着數據(jù)中(zhōng)心(xīn)的(de)需求不(bù)斷改變(biàn)，在(zài)基礎架構方(fāng)面(miàn)，越来(lái)越多(duō)的(de)异(yì)構計(jì)算崛起，因(yīn)为(wèi)針(zhēn)对(duì)不(bù)同(tóng)需求，需要(yào)不(bù)同(tóng)的(de)处理單元(yuán)，費熊健表(biǎo)示，目前(qián)异(yì)構計(jì)算主(zhǔ)要(yào)包(bāo)含三(sān)个(gè)方(fāng)面(miàn)，分(fēn)别为(wèi)CPU、ASIC專用(yòng)加速器以(yǐ)及(jí)FPGA。无論是(shì)FPGA還(huán)是(shì)ASIC，都可(kě)以(yǐ)并行处理，從而(ér)降低功耗实現(xiàn)更(gèng)低延遲。
异(yì)構架構中(zhōng)不(bù)同(tóng)处理器所(suǒ)担當的(de)不(bù)同(tóng)職責
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而(ér)相比較ASIC，FPGA更(gèng)加靈活，“當數據(jù)中(zhōng)心(xīn)出(chū)現(xiàn)了(le)一(yī)些新的(de)工作負载要(yào)求，新的(de)标(biāo)準要(yào)求，或(huò)者(zhě)来(lái)自(zì)雲(yún)端的(de)新需求，都可(kě)以(yǐ)实时(shí)調整并定(dìng)制FPGA模块(kuài)。”正(zhèng)因(yīn)为(wèi)FPGA的(de)靈活特(tè)性(xìng)，“可(kě)以(yǐ)通(tòng)过(guò)软(ruǎn)件(jiàn)編程全(quán)面(miàn)發(fà)揮硬(yìng)件(jiàn)性(xìng)能(néng)。”費熊健表(biǎo)示。不(bù)久之前(qián)的(de)微软(ruǎn)Project Brainwave項目，就(jiù)是(shì)基于(yú) FPGA 的(de)低延遲深度(dù)学習雲(yún)平台(tái)。微软(ruǎn)官方(fāng)测評顯示，當使用(yòng)英特(tè)爾的(de) Stratix 10 FPGA，Brainwave 不(bù)需要(yào)任何 batching 就(jiù)能(néng)在(zài)大型 GRU （gated recurrent unit）达(dá)到(dào) 39.5 Teraflops 的(de)性(xìng)能(néng)。
实際上(shàng)除微软(ruǎn)外(wài)，亞马遜以(yǐ)及(jí)國(guó)內(nèi)诸如(rú)百(bǎi)度(dù)，阿里(lǐ)，騰訊等企業，都在(zài)利用(yòng)FPGA進(jìn)行系(xì)統优化(huà)。
FPGA都可(kě)以(yǐ)用(yòng)在(zài)哪些方(fāng)面(miàn)
費熊健表(biǎo)示，采用(yòng)Intel FPGA，SWARM64可(kě)以(yǐ)实現(xiàn)5倍的(de)实时(shí)數據(jù)分(fēn)析，2倍于(yú)傳統數據(jù)倉儲效益以(yǐ)及(jí)3倍的(de)存儲壓縮效率。根(gēn)據(jù)SWARM64官方(fāng)預测，通(tòng)过(guò)使用(yòng)FPGA加速，能(néng)够在(zài)三(sān)年(nián)时(shí)間(jiān)里(lǐ)节(jié)省(shěng)40%的(de)成(chéng)本(běn)。
此(cǐ)外(wài)，在(zài)基因(yīn)测序中(zhōng)，Broad研究所(suǒ)同(tóng)Intel合作，開(kāi)發(fà)出(chū)基因(yīn)分(fēn)析的(de)工具包(bāo)，利用(yòng)FPGA的(de)高(gāo)性(xìng)能(néng)并行处理能(néng)力，可(kě)以(yǐ)将Pair-HMM算法能(néng)力提(tí)高(gāo)50倍，總(zǒng)業务效率提(tí)高(gāo)1.2倍。
而(ér)專注于(yú)存儲加速以(yǐ)及(jí)NVMe市(shì)场的(de)ATTALA，采用(yòng)FPGA之後(hòu)，可(kě)以(yǐ)实現(xiàn)相比較傳統存儲方(fāng)式，降低57%至(zhì)72%的(de)延遲。
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英特(tè)爾能(néng)給(gěi)客戶带(dài)来(lái)什麼(me)
“英特(tè)爾能(néng)够幫助第(dì)三(sān)方(fāng)的(de)開(kāi)發(fà)人(rén)員或(huò)者(zhě)是(shì)內(nèi)部(bù)的(de)開(kāi)發(fà)人(rén)員，包(bāo)括企業的(de)服(fú)务供應(yìng)商用(yòng)好(hǎo)FPGA的(de)加速功能(néng)。我(wǒ)们(men)也(yě)会(huì)幫助應(yìng)用(yòng)的(de)用(yòng)戶，非(fēi)常容易地(dì)用(yòng)好(hǎo)FPGA進(jìn)行開(kāi)發(fà)。此(cǐ)外(wài)我(wǒ)们(men)也(yě)能(néng)提(tí)供私有(yǒu)雲(yún)和(hé)公有(yǒu)雲(yún)之間(jiān)的(de)无縫遷移。”費熊健说(shuō)道(dào)。
英特(tè)爾未来(lái)的(de)虛拟化(huà)構想(xiǎng)
“具體(tǐ)到(dào)中(zhōng)國(guó)而(ér)言，英特(tè)爾一(yī)直(zhí)和(hé)中(zhōng)國(guó)開(kāi)放(fàng)數據(jù)中(zhōng)心(xīn)委員会(huì)合作，從成(chéng)立之初就(jiù)担任了(le)委員会(huì)技術(shù)顧問(wèn)，而(ér)在(zài)最(zuì)新的(de)天(tiān)蠍座3.0中(zhōng)，FPGA已經(jīng)納入(rù)進(jìn)来(lái)。”
“英特(tè)爾刚刚公布(bù)了(le)面(miàn)向(xiàng)至(zhì)強(qiáng)CPU和(hé)FPGA的(de)加速堆(duī)棧解(jiě)決方(fāng)案(àn)，其中(zhōng)包(bāo)括了(le)一(yī)系(xì)列的(de)元(yuán)素，既可(kě)以(yǐ)幫助應(yìng)用(yòng)開(kāi)發(fà)人(rén)員去(qù)使用(yòng)FPGA，同(tóng)时(shí)也(yě)能(néng)够幫助數據(jù)中(zhōng)心(xīn)和(hé)運營者(zhě)为(wèi)服(fú)务器嵌入(rù)FPGA。”費熊健表(biǎo)示：“这(zhè)種(zhǒng)多(duō)层次(cì)架構最(zuì)底层是(shì)FPGA和(hé)CPU，上(shàng)面(miàn)是(shì)包(bāo)含OPAE在(zài)內(nèi)的(de)加速环(huán)境，OPAE为(wèi)開(kāi)放(fàng)可(kě)編程的(de)加速引擎，这(zhè)樣(yàng)一(yī)个(gè)引擎可(kě)以(yǐ)在(zài)低层次(cì)上(shàng)提(tí)取(qǔ)一(yī)些相應(yìng)的(de)驅動(dòng)，用(yòng)戶自(zì)己就(jiù)能(néng)控制。”
“对(duì)于(yú)開(kāi)發(fà)人(rén)員来(lái)说(shuō)，擁有(yǒu)統一(yī)的(de)交互界面(miàn)，而(ér)不(bù)用(yòng)管(guǎn)底层是(shì)什麼(me)種(zhǒng)類(lèi)的(de)CPU或(huò)者(zhě)FPGA，这(zhè)樣(yàng)可(kě)以(yǐ)給(gěi)用(yòng)戶带(dài)来(lái)最(zuì)大效率的(de)生(shēng)産力。另(lìng)外(wài)，他(tā)们(men)也(yě)可(kě)以(yǐ)根(gēn)據(jù)自(zì)己的(de)習慣使用(yòng)的(de)一(yī)些行業标(biāo)準或(huò)框架，跟我(wǒ)们(men)这(zhè)一(yī)系(xì)列标(biāo)準庫去(qù)配合使用(yòng)。最(zuì)後(hòu)，直(zhí)接把这(zhè)種(zhǒng)加速堆(duī)棧嵌入(rù)到(dào)數據(jù)中(zhōng)心(xīn)或(huò)者(zhě)雲(yún)基礎設施中(zhōng)，把FPGA當作一(yī)个(gè)計(jì)算資源。”費熊健總(zǒng)結道(dào)。
而(ér)針(zhēn)对(duì)雲(yún)用(yòng)戶来(lái)说(shuō)，如(rú)果(guǒ)希望用(yòng)到(dào)FPGA加速，只(zhī)要(yào)簡單地(dì)做一(yī)个(gè)liberal report，調用(yòng)一(yī)个(gè)庫，软(ruǎn)件(jiàn)他(tā)就(jiù)可(kě)以(yǐ)直(zhí)接接收(shōu)請求并發(fà)送至(zhì)計(jì)算模块(kuài)，生(shēng)成(chéng)一(yī)个(gè)虛拟機(jī)跑相關(guān)應(yìng)用(yòng)。实際上(shàng)这(zhè)是(shì)一(yī)个(gè)非(fēi)常強(qiáng)大的(de)功能(néng)，因(yīn)为(wèi)对(duì)于(yú)最(zuì)終(zhōng)用(yòng)戶来(lái)说(shuō)，他(tā)要(yào)做的(de)只(zhī)是(shì)一(yī)个(gè)命令，但得到(dào)的(de)确是(shì)強(qiáng)大的(de)FPGA加速处理能(néng)力。
采用(yòng)FPGA的(de)雲(yún)計(jì)算框架
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費熊健表(biǎo)示，正(zhèng)因(yīn)为(wèi)FPGA模块(kuài)功能(néng)实現(xiàn)了(le)标(biāo)準化(huà)，所(suǒ)以(yǐ)对(duì)于(yú)數據(jù)中(zhōng)心(xīn)的(de)操作人(rén)員来(lái)说(shuō)，在(zài)不(bù)同(tóng)硬(yìng)件(jiàn)平台(tái)上(shàng)進(jìn)行遷移變(biàn)得非(fēi)常容易。
“我(wǒ)们(men)为(wèi)了(le)讓FPGA能(néng)够更(gèng)方(fāng)便地(dì)使用(yòng)，做了(le)很多(duō)相關(guān)努力，使他(tā)可(kě)以(yǐ)容易地(dì)嵌入(rù)到(dào)數據(jù)中(zhōng)心(xīn)和(hé)雲(yún)环(huán)境當中(zhōng)，做了(le)大量(liàng)包(bāo)括開(kāi)源社區(qū)，開(kāi)源機(jī)構，以(yǐ)及(jí)加速堆(duī)棧等方(fāng)面(miàn)的(de)投資。”費熊健说(shuō)。
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