自2015年底,，Altera被英特爾收購之后成為英特爾的可編程解決方案事業(yè)部,，除延續(xù)原本的產(chǎn)品線之外,，一個比較新的產(chǎn)品線策略就是針對于數(shù)據(jù)中心,、計算業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)和存儲開發(fā)新的加速產(chǎn)品,。直至去年10月,，英特爾發(fā)布了搭載Arria 10GX FPGA芯片的可編程加速卡（PAC）；時隔半年,，2018年4月,，英特爾宣布領(lǐng)先的原始設(shè)備制造商戴爾和富士通均在其服務(wù)器系列中采用了英特爾 的FPGA加速產(chǎn)品。這是可重新編程芯片的首次重要使用,，旨在加速現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心中的主流應(yīng)用,。

　　英特爾 FPGA：理想的加速器之選

　　據(jù)英特爾可編程解決方案事業(yè)部亞太區(qū)市場拓展經(jīng)理劉斌介紹，英特爾公司一個重要戰(zhàn)略就是從PC為中心逐漸轉(zhuǎn)移成以數(shù)據(jù)為中心的企業(yè),，且英特爾向客戶提供數(shù)據(jù)的價值不單指數(shù)據(jù)存儲或轉(zhuǎn)移,，而是能夠?qū)?shù)據(jù)快速地轉(zhuǎn)移成信息，幫助用戶進(jìn)行下一步的決策,。在這個過程中,，如何快速地進(jìn)行數(shù)據(jù)分析是首要的難題。對此,，單純的CPU已經(jīng)無法滿足需求，CPU+GPU、CPU+ASSP/ASIC,、CPU+FPGA等異構(gòu)架構(gòu)的組合更為人所青睞,。其中FPGA由于兼具硬件高性能和軟件可編程能力，在異構(gòu)計算中優(yōu)勢尤為明顯,。

　　對于FPGA加速在數(shù)據(jù)中心中的應(yīng)用,，英特爾主要做了三方面的工作。其一是推出FPGA可編程加速卡,；其二是將加速卡擴展為至強CPU+FPGA的加速平臺,，內(nèi)含加速堆棧。除此之外,，英特爾還邀請各種類型的伙伴,，包括FPGA內(nèi)部加速器的開發(fā)伙伴、系統(tǒng)集成商,、軟件應(yīng)用集成商等,，合力去支持不用垂直領(lǐng)域的加速方案建設(shè)，攜手創(chuàng)建FPGA加速應(yīng)用的生態(tài)系統(tǒng),。

　　劉斌表示：“由于數(shù)據(jù)正呈指數(shù)級增長,，數(shù)據(jù)中心運營商需要保持大規(guī)模性能需求和運營效率之間的平衡。為了提升性能與功效,，數(shù)據(jù)中心運營商紛紛尋求有效的加速手段,。隨著FPGA加速的優(yōu)勢越來越得到認(rèn)可，我們也發(fā)現(xiàn)很多數(shù)據(jù)中心的用戶,，想要采購FPGA加速卡,，實際上是需要通過主流的OEM廠商所提供的服務(wù)器資源來實現(xiàn)的，只有這樣FPGA加速器才能實現(xiàn)量產(chǎn),，才能保證在英特爾的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)上提供可編程加速卡,，并且通過這些頂級OEM的認(rèn)證也是一個非常重要的步驟。這同樣是我們客戶能夠大規(guī)模采用FPGA加速的一個很重要的前提,?！?/p>

　　此次，戴爾和富士通這兩家OEM廠商率先將英特爾可編程加速卡大規(guī)模集成到自家主流服務(wù)器當(dāng)中,，目前,，戴爾 EMC PowerEdge R640、R740 和 R740XD 服務(wù)器已可以進(jìn)行大規(guī)模部署,，未來更多服務(wù)器將支持這一功能,；而在富士通也在PRIMERGY 服務(wù)器中部署采用 Arria 10 GX FPGA 的英特爾可編程加速卡，以吸引重要客戶,。英特爾 FPGA 可為新型數(shù)據(jù)中心奠定堅實基礎(chǔ),，憑借出色的多功能性和速度可支持處理從數(shù)據(jù)分析到金融服務(wù)的各種工作負(fù)載,。這是英特爾可編程芯片快速發(fā)展進(jìn)程中的又一座里程碑。

　　加速堆棧：有效降低客戶應(yīng)用門檻

　　無論從開發(fā)社區(qū)還是生態(tài)環(huán)境來看,，F(xiàn)PGA都不像計算領(lǐng)域那么廣泛,。如何提升FPGA的應(yīng)用性，降低客戶的應(yīng)用門檻是一個非常重要的任務(wù),。

　　因此,，英特爾在FPGA加速卡上，配套地推出了一套英特爾至強處理器和FPGA協(xié)同工作的叫加速堆棧（或稱加速軟件棧,，英文：Acceleration Stack）,，它能夠為軟件開發(fā)人員提供強大的支持，目標(biāo)是希望更多用戶來使用這樣的加速平臺,，能夠降低他們在使用這個加速平臺時候的應(yīng)用門檻,。

　　劉斌稱：“加速堆棧從意義上來講非常重要，我們希望業(yè)內(nèi)人士在做FPGA加速的時候可以有一個參照物,，加速堆棧就是這樣一個存在,。”它的特點在于它并不和一個特定的加速功能或者一個垂直領(lǐng)域的加速需求綁定,，而是具有通用性,。例如運行在處理器上的軟件需要訪問FPGA加速器，或是配置FPGA里面的加速器,，或者對虛擬機的支持,、對安全性的要求、對用戶數(shù)據(jù)的隔離要求等,，所有這些通用的功能,，集合在一起，做成一個軟件棧,，即加速堆棧,。它和加速卡、至強處理器一起構(gòu)成FPGA在更廣泛的云數(shù)據(jù)中心上或通用加速平臺上工作的一個前提,。

　　以前FPGA沒有一個標(biāo)準(zhǔn)的加速卡,，或者沒有一組標(biāo)準(zhǔn)的軟件應(yīng)用訪問接口，每一個公司都要自己開發(fā)自己的東西,，所以互相之間是不互通的?，F(xiàn)在有了這樣一套相對通用的加速堆棧，不同的合作伙伴開發(fā)出來的加速器也好和應(yīng)用軟件,，都可以比較好地在不同平臺上做移植,，極大地擴展了用戶去代碼復(fù)用、IP復(fù)用的能力,。對于英特爾來說,，也希望這個加速堆棧提供的功能可以降低用戶使用FPGA加速卡的門檻,。

　　FPGA加速應(yīng)用藍(lán)海廣闊

　　為了有力支持英特爾 FPGA加速的應(yīng)用效果，劉斌介紹了英特爾 FPGA加速面向財務(wù)風(fēng)險分析和數(shù)據(jù)庫加速的全新高性能解決方案,。

　　財務(wù)風(fēng)險分析在金融市場是非常重要的一個環(huán)節(jié),，尤其是在股市動蕩比較激烈或是全球部分地區(qū)政治動蕩比較激烈的時候，更是如此,。財務(wù)風(fēng)險分析市場增長是非常快的,，復(fù)合增長率在15%左右,。本質(zhì)上來講，財務(wù)的風(fēng)險分析是一個大數(shù)據(jù)問題,，數(shù)據(jù)量大至TB級別,，且是計算密集型，非常耗費計算力的,。另一方面,，風(fēng)險評估模型在不斷的演進(jìn)中，且演進(jìn)速度也非?？?，模型的變化也相應(yīng)增加了計算復(fù)雜度?；谝陨戏治?，如果用純粹軟件的方式來處理財務(wù)風(fēng)險分析的問題，不僅性能上存在限制,，且反應(yīng)的時間不足以讓人滿意,。而將FPGA加速應(yīng)用于財務(wù)風(fēng)險分析，以期權(quán)計算為例,，可將每符號算法加速850%,，端到端期權(quán)交易模擬加速可提速2倍以上。

　　不同于財務(wù)風(fēng)險分析是一個非常垂直市場的模型,，數(shù)據(jù)庫廣泛地應(yīng)用在不同的領(lǐng)域,，甚至針對同樣一個數(shù)據(jù)庫的部署，不同的用戶使用的方式也是不一樣的,。因此數(shù)據(jù)庫中,，F(xiàn)PGA加速所要解決的問題也是不一樣的。數(shù)據(jù)庫加速所面臨的主要挑戰(zhàn)有用于交易和分析的混合數(shù)據(jù)庫阻礙實時分析,、與多個數(shù)據(jù)庫相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施成文問題,、查詢耗時過長、新舊數(shù)據(jù)庫無法應(yīng)對同類型查詢等,。以FPGA加速來增強數(shù)據(jù)庫性能,，主要從兩個環(huán)節(jié)下手,，一個是說FPGA可以非常快速地把大量的查詢指令進(jìn)行轉(zhuǎn)化,，二是FPGA通過人工智能,、深度學(xué)習(xí)對實時分析階段的加速。數(shù)據(jù)表明,，應(yīng)用FPGA加速數(shù)據(jù)庫,，可將實時數(shù)據(jù)分析加速20倍，將傳統(tǒng)數(shù)據(jù)倉儲加速2倍,，將存儲壓縮加速3倍,。

　　以上只是兩個應(yīng)用案例，事實上,，英特爾在全球邀請了幾十家合作伙伴一起來開發(fā)不同領(lǐng)域里面FPGA加速的完整解決方案,，雙方的合作領(lǐng)域涉及數(shù)據(jù)分析、人工智能,、視頻轉(zhuǎn)碼,、網(wǎng)絡(luò)安全、金融加速以及基因研究各方面,。