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专访丨腾讯 FPGA 团队:FPGA 服务器给产业链带来了哪些价值?

短短一年的时间,国内外服务企业纷纷把目光聚焦在了FPGA上,这显然不是巧合,整个服务行业似乎已经对FPGA在高性能计算上的重要性上达成了一致。 ? 带着这些问题,AI科技评论采访了腾讯FPGA团队。 据介绍,腾讯FPGA团队由腾讯基础产品中心、腾讯架构平台部组成的团队,该要负责FPGA服务器的开发。 一期针对简单业务场景,我们提供单单实例的FPGA服务器;针对更高性能需求的业务场景,我们近期也将提供单多实例的FPGA服务器。 AI科技评论:什么业务/应用场景适合使用FPGA服务器? 1.在器学习领域、金融领域、大数据领域、基因检测领域都存在比较大的数据量需要分析计算,这些是FPGA服务器可以发挥高吞吐优势的领域。 同时,该开发框架提供类似操作系统的支持,可以方便访问DDR、使用DMA完成FPGA之间通讯,开发者只需关注面向应用的逻辑设计。 AI科技评论:为何FPGA服务器逐渐受到了服务商的青睐?

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腾讯国内首款FPGA服务器,性能是通用CPU服务器30倍以上

现有的协处理器要有FPGA,GPU和ASIC,FPGA由于其独特的架构拥有其他处理器无法比拟的优势。 随着业界OPENCL、HLS等类C高级语言的推进,FPGA的开发难度和周期也会有所改善。 FPGA 部署在哪里?与 CPU 之间如何通信? 腾讯FPGA要部署在数据中心的服务器中。 腾讯FPGA芯片加上DDR内存、外围电路和散热片,设计成PCIE板卡。这种FPGA板卡被安装在服务器的板上,用户通过网络远程访问服务器,开发调试FPGA,并用其加速特定业务。 经测试,完成WebP/JPEG格式图片转成HEVC格式图片,测试图片大小为1920x1080,FPGA处理延时相比CPU降低7倍,FPGA处理性能是CPU器的10倍,FPGA型单位成本是CPU型的 研发团队使用FPGA完成CNN算法的Alexnet模型,FPGA处理性能是CPU器的4倍,FPGA型单位成本是CPU型的1/3。

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    腾讯FPGA访谈:国内首款FPGA化的设计初衷、应用场景和价值

    现有的协处理器要有FPGA,GPU和ASIC,FPGA由于其独特的架构拥有其他处理器无法比拟的优势。 随着业界OPENCL、HLS等类C高级语言的推进,FPGA的开发难度和周期也会有所改善。 FPGA 部署在哪里?与 CPU 之间如何通信? 腾讯FPGA要部署在数据中心的服务器中。 腾讯FPGA芯片加上DDR内存、外围电路和散热片,设计成PCIE板卡。这种FPGA板卡被安装在服务器的板上,用户通过网络远程访问服务器,开发调试FPGA,并用其加速特定业务。 经测试,完成WebP/JPEG格式图片转成HEVC格式图片,测试图片大小为1920x1080,FPGA处理延时相比CPU降低7倍,FPGA处理性能是CPU器的10倍,FPGA型单位成本是CPU型的 研发团队使用FPGA完成CNN算法的Alexnet模型,FPGA处理性能是CPU器的4倍,FPGA型单位成本是CPU型的1/3。 ?

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    国内首款 FPGA 服务器,性能是通用 CPU 服务器 30 倍以上

    现有的协处理器要有 FPGA,GPU 和 ASIC,FPGA 由于其独特的架构拥有其他处理器无法比拟的优势。 就开发难度而言,ASIC > FPGA > GPU > CPU。目前流的 FPGA 开发语言是硬件描述 HDL,需要开发者具备一定的相关技能。 随着业界 OPENCL、HLS 等类 C 高级语言的推进,FPGA 的开发难度和周期也会有所改善。 FPGA 部署在哪里?与 CPU 之间如何通信? 腾讯FPGA 要部署在数据中心的服务器中。 腾讯FPGA 芯片加上 DDR 内存、外围电路和散热片,设计成 PCIE 板卡。这种 FPGA 板卡被安装在服务器的板上,用户通过网络远程访问服务器,开发调试 FPGA,并用其加速特定业务。 研发团队使用 FPGA 完成 CNN 算法的 Alexnet 模型,FPGA 处理性能是 CPU 器的 4 倍,FPGA 型单位成本是 CPU 型的 1/3。

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    腾讯发布第三代服务器矩阵,开放更强计算力赋能产业智能化

    该实例采用新型智能网卡,把原先在宿上虚拟交换的实现offload到智能网卡,通过硬件来加速包转发,使网络转发性能从原有的40w提高到450w,以及高达25Gbps的网络带宽,网络延时大大降低,实现接近物理网卡的网络延时 其中,打高性能的超高性能SSD盘,IOPS相比较现在的SSD盘,IOPS从2.4w 提升到20w,性能提升8.3 倍,能有效满足大型关系数据库、NoSQL数据库等业务场景中对盘高IO的性能要求; 而打高吞吐的吞吐优化HDD盘,相比较现在的普通盘,其最大吞吐从100MB/s提升到500MB/s,提升5倍,满足大数据等业务对盘高吞吐和数据安全性的双重要求。 而作为国内在FPGA服务中走得最快的服务商,腾讯还将推出两款新一代的FPGA计算实例,其中基于赛灵思VU9P FPGA卡的FX3实例,单最高支持8卡,每块卡大约包含250万个逻辑单元,6800个数字信号处理引擎 一方面,这让FPAG开发者享受到FPGA性能优越、开发便捷、计费灵活的技术红利,把FPGA开发从传统的硬件迁移到上。

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    FPGA芯片行业科普

    FPGA计算通信调度新型模式:新通信模式下,FPGA与CPU无需依托共享内存结构,可通过管道实现智行单元、软件之间的高速通信。 计算数据中心任务较为单一,重复性强,要包括虚拟平台网络构建和存储(通信任务)以及器学习、对称及非对称加密解密(计算任务),算法较为复杂。 紧跟大厂布局人工智能领域 现阶段,FPGA端应用已登录全球六大服务中心,中心多采用搭载FPGA加速器的异构计算架构,FPGA芯片成为人工智能算法加速迭代背景下快速验证解决方案。 高半导体 高半导体攻中低密度FPGA市场,在55纳米SRAM制造工艺方面具备成熟产能,开始稳步推进28纳米中低密度芯片产品研发项目。 高半导体攻中低密度FPGA市场。截至2019年上半年,高半导已体开放自研EDA集成电路开发软件下载服务,版本更新至1.7.9版本。 ​

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    FPGA加速:面向数据中心和服务的探索和实践

    为了进一步加速计算的创新发展、建立计算信任体系、规范计算行业、促进市场发展、提升产业技术和服务水平,由中国信息通信研究院、中国通信标准化协会办的“2018可信大会”于2018年8月14日-8月 以下是腾讯FPGA专家章恒在“2018可信大会”上做的——《FPGA加速:面向数据中心和服务的探索和实践》的演讲全文: 章恒:各位嘉宾下午好,我是来自腾讯的章恒,今天分享的题是《FPGA加速: 今天演讲要分为三个部分,FPGA加速的原因,FPGA加速在数据中心的应用,和FPGA服务的应用。 前面各位专家已经介绍了在数据中心里数据的快速增长。 首先用户浏览图片的终端可能不同,有的通过PC来看,有的通过手来看,手终端的屏幕是相对来说比较小的,但是PC屏幕是非常大的,所以没有必要在尺寸非常小的终端上传个大图,而可以传一个适配该屏幕大小的图片 腾讯的FPGA服务是在2017年1月份国内第一家发布的FPGA服务器,发布以后要集中在自研和引入更多第三方方案提供商,提供更多的行业解决方案,包括图片处理、图片鉴黄和基因测序,让用户直接使用到行业解决方案

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    30 倍效率,4 成费用,创业公司拥抱 AI 的另一个选择

    FPGA 是什么 人工智能包括三个要素:算法,计算和数据。人工智能算法目前最流的是深度学习。计算所对应的硬件平台有:CPU、GPU、FPGA、ASIC。 20 日,腾讯推出国内首款高性能异构计算基础设施——FPGA 服务器,以服务方式将大型公司才能长期支付使用的 FPGA 推广到更多企业。 同时腾讯率先在国内提供第三方 FPGA 知识产权市场,通过腾讯服务市场,FPGA 开发者和使用者可以更高效地交易。 FPGA 应用案例 FPGA 应用案例一 项目背景: 随着移动互联网的发展,基于用户社交平台的腾讯每天用户上传的图片越来越庞大,公司目前用于图片转码的业务要有 QQ 相册、微信及其他业务。 项目结果: FPGA 完成 CNN 算法的 Alexnet 模型,FPGA 处理性能是 CPU 器的 4 倍,FPGA 型单位成本是 CPU 型的 1/3。

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    国内FPGA厂商与国外差距有多大?

    中国 FPGA 市场份额按公司分布 国产FPGA要公司 1、京微齐力:二次创业,瞄准AI边端 论成立时间,京微齐力是算是最晚的,2017年6月才成立。 在看到智能手风口后,AGM推出一款用于智能手及物联网的FPGA芯片,并通过了三星公司严格的供应商测试认证,成为三星Galaxy手除莱迪斯外唯一备选的FPGA器件,实现了国内FPGA公司出口零的突破 3、广东高:首款28nm中高密度FPGA 相较AGM,广东高半导体在国内FPGA的知名度或许相对更高。 其CEO朱璟辉和SVP宋宁都曾在莱迪斯工作。 自2014年成立以来,高半导体坚持正向设计,先后推出晨熙、小蜜蜂两个家族、4个系列的FPGA产品,涵盖了11个型号、50多种封装的芯片、自知识产权EDA开发软件并持续改进。 该公司在FPGA领域有近20年的研究和发展,是国内为数不多自研发FPGA的研究构。

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    FPGA+教育”的绽放

    这种革新的教育模式开始为许多高校教师和科研构所熟知,那么它到底为教学和科研带来怎样的变革,接下来将娓娓道来。 image.png 图1:教学和科研普遍存在的问题 03 FPGA模式革新 FPGA的出现很好的解决上述在教学和科研中的疼点,的三大亮点分别体现如下: 第一,按需使用,按量计费是对传统一次采购模式的革命 image.png 图2:FPGA+教育”带来的革新 04 FPGA+教育”方案和未来展望 FPGA+教育”发展遵循两条线,分别是一横一纵。 纵向线衡量的是覆盖的深度,具体目标是FPGA团队、校园团队和FPGA厂商的大学计划团队进行深度合作,打造和完善FPGA+课堂以及线上实验室等多个题,陆续推出立根行业的星级课程,例如人工智能,基因等领域 image.png 图3:规划课程 05 结语 FPGA+教育”是对传统教育的革新,这是传统的FPGA从技术平台走向具体行业并成功实践的一个重要开端,也是FPGA在校园绽放,新兴的技术提升和回馈高校教育的一个成功例子

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