數(shù)據(jù)在源源不斷產(chǎn)生，數(shù)據(jù)中心需要越來越多的存儲設(shè)備承載數(shù)據(jù),，同時也要通過大量計算將無序的數(shù)據(jù)加以提取，形成有用信息,，從而服務(wù)于人們的生活,。面對海量的數(shù)據(jù)分析，只憑借CPU來進(jìn)行大數(shù)據(jù)計算遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足需求,，因此設(shè)計人員想到為數(shù)據(jù)中心加速,。一般加速分為兩種，第一是基于ASIC的可以針對特定應(yīng)用進(jìn)行加速的專用加速器,，另一種是可以降低用戶運營和數(shù)據(jù)分析成本的通用加速器,，FPGA適用于多種場景。
作為全球最大的數(shù)據(jù)中心供應(yīng)商,，如今英特爾在從PC公司轉(zhuǎn)向以數(shù)據(jù)為中心的企業(yè),。為了更好地服務(wù)于數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)，英特爾早在2015年就收購了Altera公司,，讓FPGA與CPU結(jié)合為客戶提供更好的解決方案,，在2017年英特爾大力推動了FPGA易用性。據(jù)英特爾公司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,，“體現(xiàn)在三方面：第一,，推出基于英特爾 Arria 10 GX FPGA的英特爾可編程加速卡；第二,，推出面向英特爾至強(qiáng)CPU和FPGA的加速堆棧,；第三，加速器功能的生態(tài)系系統(tǒng),?！?/p>
加速堆棧：增強(qiáng)性能，化繁為簡
如今的數(shù)據(jù)中心支持虛擬機(jī),，在云數(shù)據(jù)中心遷移時,，考慮到基于FPGA的云儲機(jī)和隔離問題，非常有必要和通用加速卡做成軟件棧,，支持云化卡,。劉斌表示，“這樣的軟件堆棧的價值有三點：第一,，為開發(fā)人員節(jié)省時間,，比如像數(shù)學(xué)家、金融分析師等用戶,，不需要了解FPGA如何使用就可以完成自己的需求,，可以專注于提高解決方案的獨特價值；第二,，因為FPGA是通用接口,，從一個公有云到另一種公有云移植時,，可以通過通用接口快速遷移，不需要做兩套方案,，用戶可以復(fù)用代碼,；第三，支持開發(fā)商和生態(tài)系統(tǒng)更輕松地開發(fā)和部署英特爾 FPGA以優(yōu)化工作負(fù)載,?！?/p>
這套平臺開發(fā)工具OPAE（開放可編程加速引擎）是開源的，開源的優(yōu)勢在于合作伙伴可以基于OPAE繼續(xù)開發(fā)產(chǎn)品,，就像蘋果iOS生態(tài)系統(tǒng)一樣,，很多客戶可以基于iOS開發(fā)自己的APP。另外,，加速軟件堆棧是免費的,，客戶可以從網(wǎng)上直接下載?？傊?，加速堆棧提供了一種軟件開發(fā)環(huán)境，確保龐大的開發(fā)人員社區(qū)能夠受益于 FPGA 的卓越性能和靈活性,。未來這些軟件平臺會統(tǒng)一,，在英特爾的軟件平臺上可以訪問所有的軟件平臺。
英特爾的加速卡更有質(zhì)量保證
關(guān)于數(shù)據(jù)中心加速,，早在幾年前就已經(jīng)有人提出了異構(gòu)形式,，英特爾的FPGA和處理器的發(fā)展相一致，可編程加速卡堆棧和至強(qiáng)處理器相整合,，加速卡會不斷在英特爾工藝上進(jìn)行升級,。另外，加速卡是FPGA進(jìn)入計算領(lǐng)域的一種形態(tài),，未來也有其它方式的產(chǎn)品,。”
劉斌指出,，“我們和加速卡廠商是合作伙伴，市場需要不停加熱,，客戶需求會有差異性,，我們不指望一種加速卡解決所有問題，但是我們給加速卡廠商優(yōu)先的支持,。目前看,，市場上沒有哪家公司在做堆棧能實現(xiàn)真正質(zhì)量級的保證，我們將加速器和軟件整合到一起,，未來英特爾出加速卡會自己適配起來,?！?/p>
現(xiàn)在，采用英特爾PAC的戴爾服務(wù)器已經(jīng)大量上市,，其中富士通支持重點客戶使用,；在常見的軟件開發(fā)環(huán)境中提供通用硬件加速性能；面向財務(wù)風(fēng)險分析和數(shù)據(jù)庫加速的高性能解決方案,。
英特爾給出兩個案例：財務(wù)風(fēng)險分析和加強(qiáng)數(shù)據(jù)庫性能
財務(wù)風(fēng)險分析
財務(wù)風(fēng)險分析的主要挑戰(zhàn)在于：數(shù)據(jù)量高達(dá)若干TB,，計算密集型；模型持續(xù)演進(jìn),，純軟件實現(xiàn)存在性能限制,。通過PAC方案及加速軟件堆棧，使Levyx公司的效率大幅度提升,，相比傳統(tǒng)spark實施,，每符號算法加速提升850%，端到端期權(quán)交易模擬加速是過去的2倍以上,。
數(shù)據(jù)庫加速
以前的方案,，ETL環(huán)節(jié)耗時，不能達(dá)到實時效果,，從分析數(shù)據(jù)倉庫到業(yè)務(wù)分析無法執(zhí)行復(fù)雜的實時分析,。通過FPGA加速可以完成兩項關(guān)鍵計算：FPGA加速轉(zhuǎn)換ETL和FPGA加速分析。結(jié)果顯示,，實時數(shù)據(jù)分析加速20倍,，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)倉儲加速2倍，存儲壓縮3倍,，給最終用戶數(shù)據(jù)庫部署2-3倍,。
除了這兩種應(yīng)用，F(xiàn)PGA加速還可以應(yīng)用于人工智能,、視頻轉(zhuǎn)碼,、網(wǎng)絡(luò)安全、基因研究等領(lǐng)域,，未來會繼續(xù)探索,。