應(yīng)用廣泛的FPGA芯片板卡

支持各種接口、協(xié)議，提供超高速并行化數(shù)據(jù)處理能力，作為加速數(shù)據(jù)處理的重要組件，F(xiàn)PGA已經(jīng)開(kāi)始了它在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的廣泛使用。除了像邊緣數(shù)據(jù)采集傳輸、處理之外，F(xiàn)PGA也逐漸開(kāi)始進(jìn)入其他類(lèi)型和規(guī)模的數(shù)據(jù)中心，并在大數(shù)據(jù)處理、AI、網(wǎng)絡(luò)功能加速等領(lǐng)域扮演者重要的角色。

基于FPGA的應(yīng)用系統(tǒng)集成

在這些基于大數(shù)據(jù)浪潮的全新應(yīng)用中，F(xiàn)PGA廠商也在不斷的探索和嘗試新的FPGA推廣方法。他們的最終目的非常簡(jiǎn)單，就是讓更多的用戶使用自己的FPGA產(chǎn)品。但在這個(gè)過(guò)程中，我們可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)重要的發(fā)展趨勢(shì)，那就是FPGA廠商正在逐漸的從單純的芯片提供商，轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)級(jí)解決方案提供商。

回首過(guò)去，在傳統(tǒng)的FPGA業(yè)務(wù)模型里，F(xiàn)PGA廠商通常只負(fù)責(zé)賣(mài)給客戶兩樣?xùn)|西：一個(gè)是FPGA芯片，另外一個(gè)是FPGA的開(kāi)發(fā)工具。兩件東西一旦售出，客戶開(kāi)發(fā)何種應(yīng)用就與廠商無(wú)關(guān)。雖然廠商也會(huì)提供詳盡的技術(shù)支持，但主要的開(kāi)發(fā)過(guò)程往往還是由客戶完成。

如今，F(xiàn)PGA廠商更傾向于提供給客戶一個(gè)完整的系統(tǒng)級(jí)解決方案。兩大FPGA廠商英特爾和賽靈思目前紛紛推出的各類(lèi)FPGA加速卡，就是這個(gè)趨勢(shì)的典型代表。

總體而言，F(xiàn)PGA廠商在硬件層面已經(jīng)不單單提供芯片級(jí)的產(chǎn)品，而是進(jìn)一步提供板卡級(jí)的產(chǎn)品組合。與開(kāi)發(fā)板不同，F(xiàn)PGA加速卡是針對(duì)特定領(lǐng)域和應(yīng)用的專(zhuān)業(yè)板卡，通常以PCIe擴(kuò)展卡的方式進(jìn)行部署。板卡上設(shè)計(jì)有豐富的高速I(mǎi)/O接口與存儲(chǔ)資源，但往往不會(huì)配備太多開(kāi)發(fā)板上常見(jiàn)的調(diào)試功能與資源，例如通用I/O等。

在軟件層面，F(xiàn)PGA廠商除了提供傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)套件之外，現(xiàn)在還會(huì)提供與FPGA加速卡配套的驅(qū)動(dòng)、各類(lèi)軟件庫(kù)、編程接口（API），甚至還有下文會(huì)提到的完整的軟件開(kāi)發(fā)棧以及軟硬件參考設(shè)計(jì)。

通過(guò)提供這些完整的開(kāi)發(fā)環(huán)境，大大簡(jiǎn)化了FPGA的開(kāi)發(fā)難度，使得軟件開(kāi)發(fā)人員也能在短時(shí)間內(nèi)完成算法模型的FPGA實(shí)現(xiàn)。FPGA廠商的主要目的，是在不斷提供原廠軟硬件解決方案的同時(shí)，也在不斷吸收第三方的IP與應(yīng)用，從而構(gòu)建一個(gè)完整的FPGA生態(tài)系統(tǒng)。

虹科FPGA加速卡

除了FPGA原廠的加速卡方案之外，很多第三方廠家，比如華為、浪潮和Mellanox等，也相繼推出了各自的FPGA加速卡產(chǎn)品。這些第三方加速卡雖然采用的都是英特爾或賽靈思的FPGA芯片，但都針對(duì)各自的細(xì)分領(lǐng)域做了優(yōu)化設(shè)計(jì)，以適應(yīng)目標(biāo)應(yīng)用的需要。

虹科FPGA加速卡是一系列基于Intel強(qiáng)大的Arria 10/Stratix 10 FPGA的靈活、高性能、低功耗的FPGA平臺(tái)。平衡了高性能和靈活性，以滿足高要求和多功能的HPC需求。

擁有全雙工收發(fā)器和龐大的內(nèi)存資源，提供了巨大的I/O吞吐量以及強(qiáng)大的板載處理和數(shù)據(jù)管理能力，是低延遲、高性能HPC、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)和高端成像應(yīng)用的理想選擇。

此外，虹科FPGA加速卡還承載著8通道PCI-e Gen.3橋接器，實(shí)現(xiàn)了主機(jī)CPU和FPGA加速器之間的強(qiáng)協(xié)同處理。對(duì)于緊密耦合的FPGA和CPU處理，虹科提供Proc10A SoC系列，其嵌入式ARM處理器基于Arria 10 SoC FPGA。

虹科加速卡由OpenCL、HLS和Gidel的創(chuàng)新開(kāi)發(fā)工具支持，可以實(shí)現(xiàn)基于C和HDL設(shè)計(jì)的高生產(chǎn)率。
編輯：lyn