世界變得越來越智能和互聯(lián)，包括數(shù)據(jù)中心,，云計(jì)算等都在進(jìn)行偉大的變革,，這同時(shí)也給我們帶來了全新挑戰(zhàn),，基礎(chǔ)設(shè)施方面必須要做出調(diào)整,，才能夠滿足這些需求和挑戰(zhàn)?！庇⑻貭柟究删幊探鉀Q方案事業(yè)部FPGA軟件解決方案高級(jí)總監(jiān)費(fèi)熊?。˙ernhard Friebe）表示?！皬奈覀€(gè)人來說,，能夠投身于這個(gè)時(shí)代，見證劃時(shí)代的變遷,倍感興奮,。而從我從事的FPGA行業(yè)來說,，這項(xiàng)技術(shù)會(huì)給數(shù)據(jù)中心的變革帶來了很重要的變化?！?/p>

英特爾公司可編程解決方案事業(yè)部FPGA軟件解決方案高級(jí)總監(jiān)費(fèi)熊?。˙ernhard Friebe）

FPGA的特性有助于客戶創(chuàng)造更多可能

隨著數(shù)據(jù)中心的需求不斷改變，在基礎(chǔ)架構(gòu)方面,，越來越多的異構(gòu)計(jì)算崛起,，因?yàn)獒槍Σ煌枨螅枰煌奶幚韱卧?，費(fèi)熊健表示,，目前異構(gòu)計(jì)算主要包含三個(gè)方面，分別為CPU,、ASIC專用加速器以及FPGA,。無論是FPGA還是ASIC，都可以并行處理,，從而降低功耗實(shí)現(xiàn)更低延遲,。

異構(gòu)架構(gòu)中不同處理器所擔(dān)當(dāng)?shù)牟煌氊?zé)

而相比較ASIC，F(xiàn)PGA更加靈活,，“當(dāng)數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)了一些新的工作負(fù)載要求,，新的標(biāo)準(zhǔn)要求，或者來自云端的新需求,，都可以實(shí)時(shí)調(diào)整并定制FPGA模塊,?！闭?yàn)镕PGA的靈活特性，“可以通過軟件編程全面發(fā)揮硬件性能,?！辟M(fèi)熊健表示。不久之前的微軟Project Brainwave項(xiàng)目,，就是基于 FPGA 的低延遲深度學(xué)習(xí)云平臺(tái),。微軟官方測評顯示，當(dāng)使用英特爾的 Stratix 10 FPGA,，Brainwave 不需要任何 batching 就能在大型 GRU （gated recurrent unit）達(dá)到 39.5 Teraflops 的性能,。 

實(shí)際上除微軟外，亞馬遜以及國內(nèi)諸如百度,，阿里,，騰訊等企業(yè)，都在利用FPGA進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化,。

FPGA都可以用在哪些方面

費(fèi)熊健表示,，采用Intel FPGA，SWARM64可以實(shí)現(xiàn)5倍的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析,，2倍于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)倉儲(chǔ)效益以及3倍的存儲(chǔ)壓縮效率,。根據(jù)SWARM64官方預(yù)測，通過使用FPGA加速,，能夠在三年時(shí)間里節(jié)省40%的成本,。

此外，在基因測序中,，Broad研究所同Intel合作,，開發(fā)出基因分析的工具包，利用FPGA的高性能并行處理能力,，可以將Pair-HMM算法能力提高50倍,，總業(yè)務(wù)效率提高1.2倍。

而專注于存儲(chǔ)加速以及NVMe市場的ATTALA,，采用FPGA之后,，可以實(shí)現(xiàn)相比較傳統(tǒng)存儲(chǔ)方式，降低57%至72%的延遲,。

英特爾能給客戶帶來什么

“英特爾能夠幫助第三方的開發(fā)人員或者是內(nèi)部的開發(fā)人員,，包括企業(yè)的服務(wù)供應(yīng)商用好FPGA的加速功能。我們也會(huì)幫助應(yīng)用的用戶,，非常容易地用好FPGA進(jìn)行開發(fā),。此外我們也能提供私有云和公有云之間的無縫遷移。”費(fèi)熊健說道,。

英特爾未來的虛擬化構(gòu)想

“具體到中國而言,，英特爾一直和中國開放數(shù)據(jù)中心委員會(huì)合作，從成立之初就擔(dān)任了委員會(huì)技術(shù)顧問,，而在最新的天蝎座3.0中,，F(xiàn)PGA已經(jīng)納入進(jìn)來?！?/p>

“英特爾剛剛公布了面向至強(qiáng)CPU和FPGA的加速堆棧解決方案,，其中包括了一系列的元素，既可以幫助應(yīng)用開發(fā)人員去使用FPGA,，同時(shí)也能夠幫助數(shù)據(jù)中心和運(yùn)營者為服務(wù)器嵌入FPGA,。”費(fèi)熊健表示：“這種多層次架構(gòu)最底層是FPGA和CPU,，上面是包含OPAE在內(nèi)的加速環(huán)境,，OPAE為開放可編程的加速引擎,，這樣一個(gè)引擎可以在低層次上提取一些相應(yīng)的驅(qū)動(dòng),，用戶自己就能控制?！?/p>

“對于開發(fā)人員來說,，擁有統(tǒng)一的交互界面，而不用管底層是什么種類的CPU或者FPGA,，這樣可以給用戶帶來最大效率的生產(chǎn)力,。另外，他們也可以根據(jù)自己的習(xí)慣使用的一些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或框架,，跟我們這一系列標(biāo)準(zhǔn)庫去配合使用,。最后，直接把這種加速堆棧嵌入到數(shù)據(jù)中心或者云基礎(chǔ)設(shè)施中,，把FPGA當(dāng)作一個(gè)計(jì)算資源,。”費(fèi)熊健總結(jié)道,。

而針對云用戶來說,，如果希望用到FPGA加速，只要簡單地做一個(gè)liberal report,，調(diào)用一個(gè)庫,，軟件他就可以直接接收請求并發(fā)送至計(jì)算模塊，生成一個(gè)虛擬機(jī)跑相關(guān)應(yīng)用,。實(shí)際上這是一個(gè)非常強(qiáng)大的功能,，因?yàn)閷τ谧罱K用戶來說，他要做的只是一個(gè)命令,，但得到的確是強(qiáng)大的FPGA加速處理能力,。 

采用FPGA的云計(jì)算框架

費(fèi)熊健表示,，正因?yàn)镕PGA模塊功能實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，所以對于數(shù)據(jù)中心的操作人員來說,，在不同硬件平臺(tái)上進(jìn)行遷移變得非常容易,。

“我們?yōu)榱俗孎PGA能夠更方便地使用，做了很多相關(guān)努力,，使他可以容易地嵌入到數(shù)據(jù)中心和云環(huán)境當(dāng)中,，做了大量包括開源社區(qū)，開源機(jī)構(gòu),，以及加速堆棧等方面的投資,。”費(fèi)熊健說,。