FPGA大幅提升硬件加速的单位功耗性能，FPGA可实现动态重加载

随着网络技术发展，移动网络速度不断提升，为移动互联网业务带来了良好的发展条件，但同时带来的爆炸式数据流量增长对运营商形成了巨大的压力，传统的扩容方式就是不断增加X86服务器，以应对巨大的用户访问需求，但是增加服务器随之带来的能源损耗让运营商不堪重负，电费成为最大的运营成本。因此，数据中心运维人员不得不寻求更高性能的服务器。

移动互联网的春天，FPGA新的市场机遇

随着半导体技术的发展，数据中心运维人员采用通过易于编程的多核CPU和GPU来开发应用，但CPU和GPU都遇到了单位功耗性能的瓶颈--当增加高分辨率视频、图像识别、深度包检测以及并行算法处理等特殊要求时，就很难让带有标准CPU或GPU的PCI Express开发板将功耗预算保持在25瓦以内。研究发现，基于FPGA的应用加速想比CPU/GPU实现方案，单位功耗性能可提升25倍，而时延则缩短了50到75倍，与此同时还能实现出色的I/O集成（PCIe、DDR4SDRAM 接口、高速以太网等）。换言之，FPGA 能在单芯片上提供高能效硬件应用加速所需的核心功能，并同时提供每个开发板目标功耗低于25W的解决方案。

FPGA大幅提升了硬件加速的单位功耗性能

FPGA的优势固然明显，但是负责数据中心运维人员基本全部为软件工程师，他们对FPGA的硬件知识高度缺乏，如果他们想通过FPGA实现自己想要的功能，首先需要编写程序，然后让硬件工程师转化为硬件开发语言才能够实现，这在无形中增加了开发成本，同时加长了开发周期，让软件工程师直接控制FPGA成为很多运营商的当务之急。

软件工程师也能玩转FPGA

软件工程师是否要一直受制于硬件知识匮乏的不足？答案是否定的。赛灵思在2014国际超算大会上推出了针对OpenCL、C和C++的SDAccel开发环境，这款软件带有用于代码开发、特性分析与调试的Eclipse集成设计环境（IDE），可提供类似于CPU/GPU 的工作环境，开发人员可以快速上手应用。赛灵思公司亚太区销售与市场副总裁杨飞介绍，SDAccel具有三大优势：第一，首款针对OpenCL、C和C++的架构优化编译器；第二，在FPGA上首次实现完全类似CPU/GPU的开发体验；第三，在FPGA上首次实现完全与CPU/GPU的运行时间体验。

SDAceel提供OpenCL、C、C++编译能

杨飞强调，借助SDAccel，开发人员能够使用其熟悉的工作流程优化应用，而且即便之前没有FPGA使用经验，也能受益于FPGA平台的优势。集成设计环境（IDE）不仅可提供编码模板和软件库，而且还能对各种开发目标进行编译、调试和特性分析，如在X86平台上仿真、使用快速仿真进行性能验证以及在FPGA处理器上进行本地执行等。IDE可在数据中心用FPGA平台上执行应用。该平台配套提供面向所有支持开发目标的自动仪器插入功能。此外，SDAccel还经过精心设计，使CPU/GPU开发人员能够轻松将其应用迁移到FPGA上，同时还可在他们熟悉的工作流程中维护和复用OpenCL、C和C++代码。SDAccel环境包括编程器用IDE、基于C语言的FPGA优化库，以及数据中心用现成商用（COTS）平台。

SDAccel开发平台

SDAccel库包括用于高性能低功耗实现方案的内置OpenCL函数、DSP、视频以及线性代数库。针对特定领域加速，赛灵思联盟合作成员Auviz Systems提供了精心优化的OpenCV和BLAS OpenCL兼容型软件库。FPGA加速卡的第三方合作商有Alpha Data、Convey、Pico Computing，预计2015年年初还将增加新成员。第三方合作商不属于赛灵思公司，他们在赛灵思FPGA硬件基础上开发应用方案。

FPGA可实现动态重加载

只有SDAccel能够支持带有多个程序和类似CPU / GPU按需可加载计算单元的应用。与CPU/GPU类似，SDAccel对于FPGA解决方案的独特之处，在于能够保持程序转换过程中的系统正常工作。SDAccel是业界唯一能够创建可在应用运行过程中加载新加速器内核的FPGA计算单元的环境。在整个应用执行过程中，存储器、以太网、PCIe和性能监控器等关键系统接口和功能均保持工作状态。即时可重配置的计算单元可让多个应用共享FPGA加速器。

据统计，软件从业者是硬件从业者的几十倍，赛灵思开发SDAccel的目的不仅扩大了市场范围，更重要的是为软件工程师提供了便捷服务。移动互联网飞速发展，大数据纷飞，云计算如雷贯耳，高通日前宣布进入服务器领域（高通服务器芯片，会重演英特尔的历史命运吗？），直接对抗X86架构，孰胜孰负有待分晓，不管谁会称霸服务器市场，FPGA的重要角色都不可或缺，“FPGA不是要代替服务器，而是辅助服务器提高运行速度，降低功耗。”杨飞补充，“赛灵思的业务模式是软件几乎免费，只象征性收费，这对于用户来说可以节省更多成本。”

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