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以英特尔CPU+FPGA架构敲开未来互联的大门

2017年09月29日 20:04 次阅读
  互联的世界其实就是一个大数据的时代,数据的需求呈现出一个指数型的增长,有人预测,在2020年数据会大爆发,话不多说,看下图。     这么大的数据量,意味着网络就必须要在更高的速度上处理更多的数据,数据中心也必须要做更复杂的计算、处理更大的数据集,即使嵌入式的终端和设备也要做很多本地的计算。   除此之外,数据中心还需要应对一些更加具有挑战性的工作负载,比如要进行大数据的分析,还有机器学习,这其中会出现一些瓶颈和计算的热点,CPU单独无法应对,这个时候就需要FPGA。   9月19日,在英特尔FPGA技术大会后的媒体发布会上,英特尔可编程解决方案事业部副总裁兼客户体验事业部总经理Rina Raman女士跟我们分享了FPGA是如何解决这些数据难题的。 英特尔CPU+FPGA打开未来互联的大门

  FPGA能干什么?

  FPGA针对现在应用最早、转型最厉害的六个全球市场分别为:G无线通讯,雷达和航天,网络的转型,云计算,智慧城市和无人驾驶车辆。 英特尔CPU+FPGA打开未来互联的大门   这几个市场都面临着连接数量急剧增长,计算复杂度提高的挑战,而FPGA可以帮助我们很好地应对这些挑战。   比如针对5G网络,FPGA可以加速MIMO天线的计算和基带的信号的处理、安全,还有其他一些可能会制约发展的网络的功能。   在航空领域,特别是雷达处理到安全的通讯,面临着包括像波速形成和过滤和更多的像机器学习的算法等方面的挑战,传统的方法是我们要使用更快的CPU和DSP芯片阵列或者是ASIC专用的集成电路来应对,但是,通过使用FPGA,我们可以加速数字的处理,加速处理机器学习的一些任务,让我们整个架构会更加简单,而且开发的环境也更加统一。   随着无人驾驶汽车的发展,对性能将会有一个极大的要求,再加上对算法和用力方面有很大的不确定性,所以,我们看到可能会出现计算的孤岛,每个孤岛都可能有自己本身的硬件和开发环境,这对制造商来说可能是不可持续的。FPGA在以下两个领域能够发挥非常关键的作用:一是本地计算,比如说传感器、融合,二是深度学习的推算。   另外,在智慧城市的领域,现代化过程中也有很多计算孤岛正在出现,比如交通管理系统和照明管理系统、泊车管理系统和安全的摄像头,实际上他们都是各自为政,做不到系统之间数据的共享,英特尔的CPU加上FPGA就能取代这些专有的架构,可以提供一些像本地计算、连接和分析的能力,只需要通过加速几个关键的功能就能实现。   还有在云的环境中,工作负载会出现动态的变化,甚至这些工作负载的构成也会出现快速的变化。有一些工作负载所需要的性能是即使在合理的功耗水平之下都难以实现的,这个时候服务器卡上需要一些特别的芯片或者配上一个GPU,专门处理并行的运算,或者是装上网络加速器,处理协议和安全的流量分流。还有视频的解码器,或者是配上ASIC专用的集成电路,用于搜索的加速和深度学习。但是,事实上在服务器上面并没有空间,也没有足够的功率里支持所有这些芯片都放进去,所以,有一些云的服务提供商和数据中心的架构师就开始转向使用英特尔最先进的FPGA的产品,就是和英特尔Xeon的CPU能够实现很好地连接,提供搜索、计算、加密、分组处理和机器学习的硬件的加速。

  FPGA在现实生活中的案例

  接着,Rina Raman女士给我们介绍了很多FPGA在现实生活当中实际的案例。   第一个是数据库的加速。现在关系数据库实际上是无处不在的,数据分析就变得至关重要了,无论是对电子商务还是广告,对所有人来说数据分析都是最重要的事情。Swarm64是英特尔的一个合作伙伴,它就使用了我们最新的FPGA大量处理一些并行的数据,实现了很好的吞吐量,也有比较好的能耗和更高的性能。   Swarm64这个可扩展的数据加速器是一个无缝的插件,能够让我们常用的一些数据库可以处理一些高速的大数据,无论是在云里面,还是在现场,它都可以支持任何的配置。另外,这也是一个很好的内联加速的例子,我们可以把数据存储在数据库之前先进行压缩和处理。可以看到分析能力是以前的5倍,数据仓库能力是以前的2倍,存储压缩的能力是以前的3倍。   另外一个例子是基因测序,可以看到这个数据量非常大,也非常复杂,基本上是分析能力跟不上,所以说很多的研究项目被迫推迟。为此,英特尔和Broad InsTItute共同开发出了一个叫基因分析的工具,GATK,这是一个用于基因分析的软件工具包,Broad InsTItute开发出来,主要是用于分析大吞吐量测序的数据。英特尔帮助Broad InsTItute加速了它的Pair-HMM提高了50倍,整个通道能力提高了2.2倍,帮助实现了DNA测序方面取得了很大的突破。   NVMe代表的是非易失性储存器的规范。它是针对NVND的闪存和下一代固态的储存技术,这也是一个内件加速的例子,不是在软件里面进行处理,数据是在硬件里面通过FPGA来进行处理和加速的,然后再进入到Ethernet Fabric,这个基于FPGA的解决方案相比我们之前的解决方案,可以在读写速度的时延方面降低57-72%。   下图是英特尔提供的一系列的产品,可以看到,StraTIx 10最新的产品有样片了,Arria 10的终端系列产品已经在全面生产了,Cyclone 10和Max 10已经大量出货。 英特尔CPU+FPGA打开未来互联的大门

  下一代FPGA

  Rina Raman女士跟21ic记者介绍到,下一代FPGA的产品叫做Falcon Mesa,这是英特尔下一代基于10纳米制程的新的Falcon Mesa产品。“可以看到它是使用了英特尔10纳米的制程技术,基于世界上最先进的一个FinFET制程的技术,这是我们第二代使用HyperFlex架构产品,也是第二代基于EMIB的异构的SIP。EMIB实际上是英特尔接口的规范。新的产品也会支持下一代的HBM,现在Stratix 10也支持HBM,可以看到它的转换速率可以达到112G。另外我们还支持PC/IE兼4×16的支持,就意味着支持的带宽能够达到16TB。”这是Alter并入英特尔后开发出的第一代使用了英特尔10纳米制程技术开发出来的产品。   犹记得,当年英特尔收购Alter的新闻曾轰动业界,如今,经过整合之后,两家公司优势互补,拥有了更强的能力,如Stratix 10获得了英特尔领先业界3年的制程技术,给我们带来了更大的容量和更快的速度。“英特尔的制程技术是全球最创新的、最领先的技术,我们也是把它的制程技术用于我们Falcon Mesa的生产和制造。”Rina Raman女士说到。

  同时,英特尔还提供了加速堆栈,这能够帮助开发人员轻松入门。

  可以看到,英特尔给我们带来的能力包括强大的封装能力,制程的技术和光学方面的技术,包括我们可以获得它开发的工具、处理器和它的合作伙伴的生态系统,这个实际上我们也可以帮助实现硬件和软件编程的统一。   在这个过程中,intel也面临着三个方面的转型,Rina Raman女士跟21icj记者分享到:一是我们可以连接到网络处理器和存储器方面能带来最高的性能,以及最高的FPGA的Fabric的性能。二是我们可以通过一些先进的制程技术、先进的冷却技术和异构的整合,带来很好的功耗方面的降低。三是我们也使传统的FPGA设计工具的生产力有很大的提高,让更多的软件开发者可以获得、了解我们相关的一些框架和内容。   “我们面临的挑战是非常复杂的,面对这样的复杂性,可能需要不同的解决方案来应对挑战。英特尔认为FPGA能够帮助我们加速计算,帮助我们更好地应对今天以及未来数据的需求。”Rina Raman女士最后说到。

技术专区

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FPGA如何成为新时代的“宠”儿,FPGA技术未...

随着人工智能和深度学习对运算要求越来越高,人们逐渐认识到并行处理、低延时、低功耗和可重配置的重要性,...
发表于 2018-03-23 11:14 386次阅读
FPGA如何成为新时代的“宠”儿,FPGA技术未...

英特尔考虑收购博通,以阻止博通高通合并交易

据《华尔街日报》北京时间3月10日报道,知情人士称,为了应对博通公司对高通公司的恶意收购,英特尔公司...
发表于 2018-03-23 09:46 1628次阅读
英特尔考虑收购博通,以阻止博通高通合并交易

基于FPGA号码识别系统 定位模块 求助!

发表于 2018-03-23 00:15 148次阅读
基于FPGA号码识别系统 定位模块 求助!

英特尔想要尽快压制三星,用这些新战略试试看?

作者/Sang-Yun Lee, CEO, BeSang Inc. 英特尔自从1992年以来首次在半...
发表于 2018-03-22 18:15 1819次阅读
英特尔想要尽快压制三星,用这些新战略试试看?

英特尔看好量子计算中硅自旋量子位的未来

量子计算是一种令人兴奋的全新计算模式,它不同于当前数据中心、云环境、PC和其它设备中的数字计算。数字...
发表于 2018-03-22 16:55 416次阅读
英特尔看好量子计算中硅自旋量子位的未来

FPGA产生脉冲的上升沿如何才能陡一些?

发表于 2018-03-22 15:29 223次阅读
FPGA产生脉冲的上升沿如何才能陡一些?

Firmware V4.1 的S7-1200 C...

Firmware V4.1的S7-1200 CPU PROFIdrive 是通过 PROFIB...
发表于 2018-03-22 14:46 191次阅读
Firmware V4.1 的S7-1200 C...

基于FPGA的等位移多点采样原理

检测线圈和检测线路组成一个振荡器,当硬币通过币道时,线圈的电感会发生变化,引起检测电路振荡频率发生变...
发表于 2018-03-22 10:47 152次阅读
基于FPGA的等位移多点采样原理

Xilinx推出基于Arm架构的新型自适应AI产...

ACAP 的核心是新一代的 FPGA 架构,基于Arm架构,结合了分布式存储器与硬件可编程的 DSP...
发表于 2018-03-22 10:43 428次阅读
Xilinx推出基于Arm架构的新型自适应AI产...

从FPGA到ACAP 迎接数据中心的挑战

Victor Peng于2008年加入赛灵思,曾任赛灵思产品执行副总裁兼总经理,主要负责公司各种系列...
发表于 2018-03-22 09:17 1093次阅读
从FPGA到ACAP 迎接数据中心的挑战

中央处理器性能怎么看

 cpu是计算机的核心,其重要性好比心脏对于人一样。实际上,处理器的作用和大脑更相似,因为它负责处理...
发表于 2018-03-21 14:49 133次阅读
中央处理器性能怎么看

中央处理器由什么组成_中央处理器分哪几种

CPU 包括运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件等。
发表于 2018-03-21 14:29 149次阅读
中央处理器由什么组成_中央处理器分哪几种

中央处理器cpu性能排名

CPU是Central Processing Unit(中央处理器)的缩写,CPU一般由逻辑运算单元...
发表于 2018-03-21 13:55 329次阅读
中央处理器cpu性能排名

CPU的工作过程是怎样的你知道吗?

cpu根据存储器提取到的指令来决定其执行行为。在解码阶段,指令被拆解为有意义的片段。根据cpu的指令...
发表于 2018-03-21 11:39 399次阅读
CPU的工作过程是怎样的你知道吗?

比特大陆不排除在世界范围收购几家芯片公司

比特币挖矿机,就是用于赚取比特币的电脑,这类电脑一般有专业的挖矿芯片,多采用烧显卡的方式工作,耗电量...
发表于 2018-03-21 10:00 643次阅读
比特大陆不排除在世界范围收购几家芯片公司

硬件工程师发展的几个方向及要学习东西

总之,硬件的内容很多很杂,硬件那方面练成了都会成为一个高手,我时常会给人家做下方案评估,很多高级硬件...
发表于 2018-03-21 08:40 671次阅读
硬件工程师发展的几个方向及要学习东西

Intel MAX 10 FPGA系列低成本开发...

Intel公司的MAX 10 FPGA系列采用TSMC 55nm NOR闪存技术,容量从2K到50K...
发表于 2018-03-20 11:56 223次阅读
Intel MAX 10 FPGA系列低成本开发...

如何合理优化FPGA架构设计及配方法

如果符合一些简单的设计原则,采用最新的Xilinx7系列FPGA架构上实现无线通信。Xilinx公司...
发表于 2018-03-20 11:18 394次阅读
如何合理优化FPGA架构设计及配方法

Xilinx推出革命性的新型自适应计算产品

加利福尼亚州圣何塞 —自适应和智能计算的全球领先企业赛灵思公司(Xilinx, Inc.,(NASD...
发表于 2018-03-20 10:21 1812次阅读
Xilinx推出革命性的新型自适应计算产品

Xilinx CEO 描绘公司新愿景与战略蓝图

自适应和智能计算的全球领先企业赛灵思公司(Xilinx, Inc.,(NASDAQ:XLNX))总裁...
发表于 2018-03-20 09:23 1618次阅读
Xilinx CEO 描绘公司新愿景与战略蓝图

英特尔观望博通收购高通计划的发展,而且考虑对博通...

近日媒体盛传英特尔有意收购博通,英特尔执行长Brian Krzanich上CNBC节目时解释,收购博...
发表于 2018-03-20 08:50 457次阅读
英特尔观望博通收购高通计划的发展,而且考虑对博通...

Xilinx首位华人CEO Victor Pen...

自适应和智能计算的全球领先企业赛灵思公司(Xilinx, Inc.,(NASDAQ:XLNX))总裁...
发表于 2018-03-20 04:39 211次阅读
Xilinx首位华人CEO Victor Pen...

Intel Xeon D-2100:边缘计算最佳...

边缘计算需要越来越强大的数据处理能力和分析能力。随着5G网络等新技术的崛起,终端的数量以及生成、消费...
发表于 2018-03-19 16:31 72次阅读
Intel Xeon D-2100:边缘计算最佳...

在传统数据中心之外计算,英特尔至强D-2100处...

从越来越多的数据产生自网络边缘的那一刻起,意味着就近提供边缘智能服务的边缘计算将发挥巨大的作用。简单...
发表于 2018-03-19 16:21 92次阅读
在传统数据中心之外计算,英特尔至强D-2100处...

做独立显卡英特尔在下一步怎样的棋?

1998年,英特尔与Real 3D公司合作开发了自家首款,也是“最后”一款独立显卡——i740。
发表于 2018-03-19 11:05 450次阅读
做独立显卡英特尔在下一步怎样的棋?

处理图像和视频编码中,基于感知视频编码优化框架

Netflix提出了一种基于感知视频编码优化框架,在非峰值流时间期间,将此编码系统应用于AVC-Hi...
发表于 2018-03-19 10:37 1306次阅读
处理图像和视频编码中,基于感知视频编码优化框架

PWM蜂鸣器驱动之FPGA在线下载配置图解

如图7.20所示,在弹出的Hardware Setup页面里,选择当前硬件为USB Blaster,...
发表于 2018-03-18 10:15 536次阅读
PWM蜂鸣器驱动之FPGA在线下载配置图解

微软机器学习平台将采用英特尔的视觉处理芯片启动双...

英特尔Movidius Myriad X视觉处理器与微软平台的结合,将允许开发人员在微软操作系统内探...
发表于 2018-03-17 09:20 692次阅读
微软机器学习平台将采用英特尔的视觉处理芯片启动双...

从汇编、C语言为起点,再到FPGA开发设计经验总...

在学习一门技术之前我们往往从它的编程语言入手,比如学习单片机时,我们往往从汇编或者C语言入门。所以不...
发表于 2018-03-17 09:19 537次阅读
从汇编、C语言为起点,再到FPGA开发设计经验总...

典型高速系统应用框图举例

典型高速系统应用框图举例
发表于 2018-03-16 16:25 582次阅读
典型高速系统应用框图举例

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