相信您一定聽說過基于FPGA的計算加速突然成為一個熱門話題。你可能還聽說過英特爾在幾年前收購Altera超過160億美元的消息。FPGA技術已逐漸的一個殺手應用程序。如今，隨著摩爾定律的逐漸減緩。工程師尋找替代方法以更快的速度和更低的功耗處理更多數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)中心的控制正在醞釀著巨大的爭奪戰(zhàn)。

FPGA是加速許多類型計算工作負載的出色平臺，特別是那些數(shù)據(jù)通路適用于大規(guī)模并行運算的工作負載。FPGA可以通過在硬件中實現(xiàn)重要的計算密集算法塊來減少傳統(tǒng)處理器，從而大幅減少延遲和（通常更重要的）功耗。

基于FPGA的加速的一大缺點是編程模型。為了從具有FPGA和傳統(tǒng)處理器協(xié)同工作的異構計算系統(tǒng)中獲得最佳性能，您需要一種方法來分解問題，將傳統(tǒng)代碼轉(zhuǎn)換為適當?shù)腇PGA架構，并在精心設計的硬件配置中實現(xiàn)整體功能。除其他外，這需要FPGA設計方面的大量專業(yè)知識，以及將數(shù)據(jù)輸入和輸出這些FPGA加速器的總體策略，以及完成任務的存儲器和存儲架構。做到這一點并不是一件容易的事，并且有很多方法可以在整個過程中出錯并最終從您的FPGA投資中獲得很少的收益。

在本周在達拉斯舉行的超級計算會議上，Bittware（今年早些時候被Molex收購）宣布他們與Nallatech“聯(lián)手”（Molex去年收購了Interconnect Systems，Inc。）。在FPGA加速領域，這是一個大問題。雖然基于FPGA的加速對于我們大多數(shù)人來說可能是一個新的熱門話題，并且看起來像是一個全新的世界正在為工程探索開放，但這些人已經(jīng)有很長一段時間了。

Allan Cantle于1993年創(chuàng)立了Nallatech，專注于基于FPGA的加速。

我們在2004年首次開始了解Nallatech，到那時該公司已經(jīng)有超過十年的經(jīng)驗來處理（當時）被稱為“可重新配置計算”的挑戰(zhàn)。Bittware在加速方面具有類似的傳奇歷史，從1991年開始使用基于DSP的ISA總線開始，到2004年與Altera合作轉(zhuǎn)向FPGA。這兩家公司很可能在基于FPGA的加速方面擁有更多的組合經(jīng)驗。

有趣的是，這項技術的這兩位長期資深玩家將在Molex旗下團結一致。

根據(jù)公告，組合的Bittware / Nallatech團隊將提供基于Intel和Xilinx的FPGA加速解決方案。Bittware稱他們的目標應用包括機器學習推理，實時數(shù)據(jù)分析，高頻交易，實時網(wǎng)絡監(jiān)控和視頻廣播等。Bittware正在利用Bittware，Nallatech和Molex的綜合資源來獲得大型企業(yè)客戶。

Bittware將他們的解決方案分解為“計算”，且專注于“網(wǎng)絡”和“存儲”。雖然使用FPGA加速計算是一種魅力，但計算系統(tǒng)的每個部分都需要針對任務進行設計，否則您最終會將性能留在紙面上。FPGA可以在加速這些任務中發(fā)揮關鍵作用。幾十年前，F(xiàn)PGA在網(wǎng)絡業(yè)務中嶄露頭角，并且最近才在存儲和計算方面證明了自己。

在計算方面，Bittware提供來自Intel和Xilinx的支持HBM2的FPGA器件。HBM集成對于英特爾和Xilinx都是新的，并且是一項改變游戲規(guī)則的創(chuàng)新，它允許加速應用程序，否則這些應用程序?qū)⑹艿絺鹘y(tǒng)分立存儲器實現(xiàn)帶寬的限制。例如，Bittware的520N-MX是一款全高雙寬PCI-Express卡，包含一個Intel Stratix 10 MX FPGA，高達8 GB的集成HBM2 @ 512 Gbps，四個QSFP28網(wǎng)箱，每端口支持高達100G，兩個支持DDR4 SDRAM，QDR-II + SRAM或Intel Optane 3D-XPoint的DIMM，兩個用于直接擴展到NVMe SSD陣列的OCuLink端口，以及用于智能平臺管理的“板卡管理控制器”（BMC）。

XUPVVH是一款3/4長PCIe板，帶有Xilinx Virtex UltraScale + VU35P / VU37P，集成8 GB HBM2 @ 460 GBps，支持Gen1，Gen2或Gen3的PCIe x16接口，4個QSFP適用于4x 40 / 100GbE或16x 10 / 25GbE的籠子，以及高達256 GBytes的DDR4。由于VIrtex的280萬個邏輯元件可以產(chǎn)生大量的熱量，Bittware使用他們稱之為“Viper”的平臺，該平臺使用計算機流動模擬以“熱量優(yōu)先”的方式驅(qū)動物理電路板設計，包括“使用熱量”管道，氣流通道和安排組件，以最大限度地提高服務器中有限的可用氣流。“Viper板默認是被動的，可選擇主動冷卻。

除了硬件的功能和規(guī)格之外，Bittware團隊還擁有豐富的經(jīng)驗，可以從基于FPGA的系統(tǒng)中獲得真實的性能。對復雜數(shù)據(jù)中心安裝中的工作負載進行分區(qū)，了解內(nèi)存和網(wǎng)絡帶寬要求以及管理散熱是一項不小的成就，而這個團隊帶來的專業(yè)知識可能是成功與失敗之間的差異，也可能是最佳系統(tǒng)與不平衡折衷之間的差異。