FPGA硬件加速技术PPT课件

基于FPGA的硬件加速解决方案,目录,4,1,2,3,1、背景,2、FPGA简介,3、FPGA加速模块,4、产品展望,1、背景,大数据时代下的数据处理趋势,全球互联网用户增长趋势,人口数量,互联网用户,社交网络用户,移动电话用户,移动社交网络用户,72亿,30亿,21亿,36亿,17亿,+1.6%,+21%,+12%,+5%,+23%,+1.15亿,+5.25亿,+2.22亿,+1.85亿,+3.13亿,2014年全球互联网数据报告,40ZETTABYTES,4.4ZETTABYTES,大数据时代下的数据增长趋势,2013,2020,大数据处理技术挑战,数据处理性能缺口,性能缺口致使政府部门、互联网企业斥巨资不停的新建、扩建数据中心，但仍无法满足迅速增长的数据处理需求。,信息处理技术发展路线,技术革命,技术改革,量子计算,生物计算,其它尝试,基于通用平台，增加加速部件的异构体系结构,大规模FPGAcluster,2、FPGA简介,FPGA介绍,FPGA（FieldProgrammableGateArray），即现场可编程门阵列。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既具备专用集成电路高性能、低功耗的特点，同时克服了专用集成电路灵活性方面的不足。,Xilinx推出首款FPGA-XC20642m工艺逻辑门1000,Xilinx推出XC40000.7m工艺用于工业开发测试,Altera推出APEXEP20K1500E第一款超过1.5M逻辑门的PLD,Altera推出StratixIIIFPGA65nm工艺支持高级集成、复杂产品,Xilinx推出Zynq-7000融合ARM的全方位处理平台20nm工艺逻辑门可达6.6M,FPGA从最初逻辑器件，到现在的全方位处理平台，期间加入数字信号处理、嵌入式处理、高速串行和其他高端技术，从而被广泛的应用到各个领域。,FPGA发展路线,FPGA应用领域,电力,高性能计算,航空,医疗,工业,FPGA市场趋势,3、FPGA加速模块,FPGA加速模块,高性能面向领域，相对于传统服务器实现10倍至100倍加速比；低功耗功耗低至75w，相对于CPU和GPU加速，具备最高的每瓦性能。高密度每个加速器高度集成2到4片Xilinx最新的Virtex-7系列FPGA芯片，提供无与伦比的加速性能；PCI-E接口采用标准PCI-E接口，轻松与主流服务器集成，兼容性强；,应用领域,高性能在密码解算、生物特征识别、图片图像处理等领域较传统系统提供几十倍甚至百倍的加速比,低功耗同等计算性能下，功耗降低70%,技术优势,4、产品展望,UltraScale架构FPGA芯片与POWER服务器紧密集成,P&P服务器CAPI技术,=,.CAPI:CoherentAcceleratorProcessorInterface(一致性加速处理器接口).允许用户自行设计加速硬件，但在CPU上看做似乎是自己的一部分，与CPU共享内存地址空间,P&P服务器+FPGA加速器,FPGA加速卡采用C