四面出擊 Xilinx加速FPGA 在“超七大”數(shù)據(jù)中心中的主流應(yīng)用

　　客戶， 合作伙伴， 標準，產(chǎn)品及工具! 2014 - 2016，兩年多的時間， 賽靈思從上述四大方面步步為營， 為 FPGA 在超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用做出了歷史性的貢獻， 尤其是今年全球超算大會SC 2106 上推出的可重配置的加速堆棧，為其在數(shù)據(jù)中心、機器學(xué)習等領(lǐng)域取代 GPU、CPU 甚至同類FPGA 提供了加速引擎。

　　回溯到2014年之前，在數(shù)據(jù)中心的領(lǐng)域，賽靈思都是一個陌生的名字， 短短不到三年的時間，賽靈思就已經(jīng)在這個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了無數(shù)里程碑式的突破，市場也獲得了迅速的發(fā)展，同時也成為眾多技術(shù)龍頭聯(lián)手的重要合作伙伴。

　　從客戶而言 — 全球七大超大規(guī)模云服務(wù)公司，已有3家采用了賽靈思FPGA，其中的百度于今年10月宣布，其已設(shè)計出賽靈思UltraScale? FPGA池，以加速機器學(xué)習推斷。

　　合作伙伴關(guān)系 — 高通公司和IBM宣布與賽靈思就數(shù)據(jù)中心加速開展戰(zhàn)略合作。與IBM的通力合作已構(gòu)建了存儲網(wǎng)絡(luò)加速框架CAPI SNAP，能幫助開發(fā)人員采用賽靈思FPGA更方便地加速 NoSQL等應(yīng)用。

　　標準上的領(lǐng)導(dǎo)地位 — 賽靈思一直引領(lǐng)著智能緩存一致性互聯(lián)標準CCIX開發(fā)的行業(yè)計劃。2016 年5月賽靈思、AMD、ARM、華為、IBM、Mellanox和高通聯(lián)手結(jié)為CCIX聯(lián)盟，5個月來該計劃的成員數(shù)量已是成立之初的3倍。

　　面向數(shù)據(jù)中心的軟件定義工具和產(chǎn)品 — 針對 FPGA 加速的SDAccel 軟件定義開發(fā)環(huán)境于 2014年發(fā)布。2016年11月，賽靈思發(fā)布采用高帶寬存儲器和 CCIX 技術(shù)的最新16nm Virtex? UltraScale?+ FPGA產(chǎn)品細節(jié)。

　　讓我們回顧一下最近兩年賽靈思在推動數(shù)據(jù)中心應(yīng)用而發(fā)布的相關(guān)新聞：

　　2014-2015年

　　-2014年11月18日，Xilinx 宣布推出針對 OpenCL、 C和 C++的 SDAccel開發(fā)環(huán)境，將數(shù)據(jù)中心的單位功耗性能提高達25倍。

　　SDAccel是賽靈思SDx?系列的最新成員，將業(yè)界首款支持OpenCL、C和 C++內(nèi)核任意組合的架構(gòu)優(yōu)化編譯器、庫、開發(fā)板完美結(jié)合在一起，在FPGA 上首次實現(xiàn)了完全類似CPU/GPU的開發(fā)和運行時間體驗。

https://china.xilinx.com/china/ch_prs_rls/2014/SDAccel.html

　　-2015年1月16日，Xilinx面向OpenCL、C和C++的SDAccel開發(fā)環(huán)境順利通過Khronos一致性測試。

　　賽靈思宣布，其面向OpenCL?、C和C++的SDAccel?開發(fā)環(huán)境順利通過Khronos OpenCL 1.0標準一致性測試。OpenCL標準為軟件開發(fā)人員提供了一個統(tǒng)一的編程環(huán)境，使其能夠編寫高效且可移植的代碼，從而能夠在賽靈思FPGA上輕松加速一系列各種算法的運行。

https://china.xilinx.com/china/ch_prs_rls/2015/sdaccelpress.html

　　-2015 年 11 月 19 日，Xilinx與IBM宣布戰(zhàn)略合作，攜手加速數(shù)據(jù)中心應(yīng)用。

　　IBM和賽靈思聯(lián)合宣布開展一項多年戰(zhàn)略協(xié)作，在IBM POWER系統(tǒng)上運用賽靈思FPGA加速工作負載處理技術(shù)，以打造更高性能、更高能效的數(shù)據(jù)中心應(yīng)用。雙方團隊聯(lián)手開發(fā)開放式加速基礎(chǔ)架構(gòu)、軟件和中間件，以滿足機器學(xué)習、網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)、基因分析、高性能計算(HPC)和大數(shù)據(jù)分析等新興應(yīng)用的需求。

http://china.xilinx.com/china/ch_prs_rls/2015/ibmstrategy.html

　　-2015年10月8日，高通和賽靈思聯(lián)手提供擁有更高效率和性能的異構(gòu)計算解決方案，滿足下一代云計算架構(gòu)演進的技術(shù)需求。

　　雙方宣布進行戰(zhàn)略技術(shù)合作，將在Qualcomm Technologies服務(wù)器平臺上，通過基于 FPGA的動態(tài)工作負載加速，提供具備全新效率與性能水平的、業(yè)界領(lǐng)先的異構(gòu)計算解決方案。此次戰(zhàn)略合作覆蓋從板卡級到高度集成解決方案的多代產(chǎn)品。目標應(yīng)用包括計算加速、大數(shù)據(jù)分析、機器學(xué)習、存儲和CloudRAN。

http://press.xilinx.com/Qualcomm-and-Xilinx-Collaborate-to-Deliver-Industry-Leading-Heterogeneous-Computing-Solutions-for-Data-Centers-with-New-Levels-of-Efficiency-and-Performance

　　2016年-至今

　　-2016年2月15日，Xilinx發(fā)布數(shù)據(jù)中心生態(tài)系統(tǒng)投資計劃。

　　新計劃專門針對新興工作負載應(yīng)用解決方案，如機器學(xué)習、圖像及視頻處理、數(shù)據(jù)分析、存儲數(shù)據(jù)庫加速以及網(wǎng)絡(luò)加速等，致力于進一步壯大云計算及NFV加速解決方案。計劃由“Xilinx 技術(shù)投資 (Xilinx Technology Ventures)”全權(quán)執(zhí)行。

http://china.xilinx.com/china/ch_prs_rls/2016/datacenterecosystem.html

　　-2016年4月8日，Xilinx攜手IBM，通過SuperVessel OpenPOWER 開發(fā)云平臺實現(xiàn) FPGA 加速。

　　內(nèi)置在 SuperVessel中的賽靈思 SDAccel?開發(fā)環(huán)境，支持用C、C++和OpenCL實現(xiàn)FPGA加速，將為包括大數(shù)據(jù)分析和機器學(xué)習等性能要求嚴苛應(yīng)用的開發(fā)提供支持。

http://china.xilinx.com/china/ch_prs_rls/2016/SuperVesselOpenPOWER.html

　　-2016年 5月25日，Xilinx宣布七大技術(shù)龍頭聯(lián)手，合力為數(shù)據(jù)中心及其它市場推出開放式加速架構(gòu)。

　　AMD、ARM、華為、IBM、Mellanox、高通和賽靈思公司在最新加速器緩存一致性互聯(lián) (CCIX)規(guī)范上互相聯(lián)手，支持多處理器架構(gòu)和加速器無縫共享數(shù)據(jù)。

http://china.xilinx.com/china/ch_prs_rls/2016/joinforces.html

　　-2016年5月27日, Xilinx宣布擴大16nm UltraScale+產(chǎn)品路線圖，為數(shù)據(jù)中心新增加速強化技術(shù)。

　　結(jié)合16nm UltraScale+可編程邏輯與高帶寬顯存(HBM)存儲器和新型加速器互聯(lián)技術(shù)，滿足異構(gòu)計算要求，支持新近宣布推出的加速緩存一致性互聯(lián)(CCIX)技術(shù)。

http://china.xilinx.com/china/ch_prs_rls/2016/16nmroadmap.html

　　-2016年10月18日， Xilinx宣布CCIX聯(lián)盟成員增長 3倍并推出相關(guān)規(guī)范。

　　CCIX聯(lián)盟成員數(shù)量已經(jīng)迅速增至原來的三倍，且發(fā)布了聯(lián)盟成員相關(guān)規(guī)范。作為CCIX 聯(lián)盟創(chuàng)始成員，AMD、ARM、華為、IBM、邁絡(luò)思(Mellanox)、高通和賽靈思對新成員的加入表示了熱烈的歡迎。通過密切的協(xié)作，成員公司已經(jīng)達成一致的CCIX規(guī)范標準，通過運用當今現(xiàn)有的生態(tài)系統(tǒng)，并加以改進，使其支持更高帶寬、更低時延和全面的一致性，從而滿足數(shù)據(jù)中心的互聯(lián)需求。

https://china.xilinx.com/china/ch_prs_rls/2016/2016-10-11-CCIX-Consortium-Triples-Number-of-Member-Companies-and-Announces-Availability-of-Specification.html

　　-2016年10月20日，Xilinx宣布百度數(shù)據(jù)中心采用Xilinx FPGA加速機器學(xué)習應(yīng)用。

　　中文互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎提供商百度正在采用賽靈思FPGA加速其中國數(shù)據(jù)中心的機器學(xué)習應(yīng)用。賽靈思FPGA提供的功耗效率讓加速器能部署于整個數(shù)據(jù)中心，而且可將單位功耗性能比提升10-20倍。百度優(yōu)化的FPGA平臺是專門針對圖像和語言識別等機器學(xué)習應(yīng)用而精心打造。此外，百度還計劃采用這些平臺來開發(fā)商業(yè)可行的自動駕駛汽車。

https://china.xilinx.com/china/ch_prs_rls/2016/2016-10-17-Baidu-Adopts-Xilinx-to-Accelerate-Machine-Learning-Applications-in-the-Data-Center.html

　　-2016年11月14日，Xilinx發(fā)布采用高帶寬存儲器和CCIX技術(shù)的新型 16nm Virtex UltraScale+ FPGA細節(jié)，四款新器件革命性地將存儲器帶寬提升了20倍，可以充分滿足計算密集型應(yīng)用的需求。

　　采用HBM和CCIX技術(shù)的新型16nm Virtex? UltraScale+? FPGA，擁有最高存儲器帶寬，相比DDR4 DIMM將存儲器帶寬提升了20倍，而相比競爭性存儲器技術(shù)，則將單位比特功耗降低4倍。這些新型器件專為滿足諸如機器學(xué)習、以太網(wǎng)互聯(lián)、8K視頻和雷達等計算密集型應(yīng)用所需的更高存儲器帶寬而打造，同時還提供CCIX IP，支持任何 CCIX處理器的緩存一致性加速，滿足計算加速應(yīng)用要求。

https://china.xilinx.com/china/ch_prs_rls/2016/2016-11-09-Xilinx-Unveils-Details-for-New-16nm-Virtex-UltraScale-FPGAs-with-High-Bandwidth-Memory-and-CCIX-Technology.html

　　-2016年11月14日，領(lǐng)先的HPC (高性能計算)云平臺提供商Nimbix宣布與Xilinx 聯(lián)手擴展FPGA 負載加速在云端的應(yīng)用。

　　Nimbix 宣布在其Nimbix云平臺上已經(jīng)提供賽靈思SDAccel? 開發(fā)環(huán)境，可以提供按需 開發(fā)、測試和部署基于 FPGA的加速工作負載。

https://www.nimbix.net/blog/2016/11/14/nimbix-xilinx-expand-fpga-cloud/

　　-2016年11月15日， Xilinx可重配置加速堆棧提供業(yè)界最高計算效率，比CPU快40倍，其它 FPGA快2-6倍

　　賽靈思推出可重配置加速堆棧方案，可以幫助全球最大的云端服務(wù)供應(yīng)商們快速開發(fā)和部署加速平臺。專門針對云級應(yīng)用而設(shè)計的基于FPGA的賽靈思可重配置加速堆棧，包括庫、框架集成、開發(fā)板并支持OpenStack。通過賽靈思FPGA，該可重配置加速堆棧方案提供了業(yè)界最高的計算效率：比x86服務(wù)器CPU高出40倍;比競爭型FPGA方案高出6倍。