FPGA硬件加速技术.ppt

1、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,40 ZETTABYTES,4.4 ZETTABYTES,大数据时代下的数据增长趋势,2013,2020,GAGR:40%,大数据处理技术挑战,数据处理

2、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FPGA cluster,2、FPGA 简介,FPGA介绍,FPGA（FieldProgrammable Gate Array），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-XC2064 2m工艺 逻辑门100

3、0,Xilinx推出 XC4000 0.7m工艺 用于工业开发测试,Altera推出 APEX EP20K1500E 第一款超过1.5M逻辑门的PLD,Altera推出 Stratix III FPGA 65nm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

4、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: Coherent Accelerator Processor Interface(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