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Intel的FPGA數據中心玩法

2018-06-06
關鍵詞: Intel FPGA OEM

  

  數據中心的新時代

  正如當初2015年Intel以167億美元收購Altera時所承諾的,會給數據中心帶來突破,2018年4月12日,新的Intel可編程邏輯部門交出了一份引人注目的答卷,而且是以一種100%的Intel style——攜手OEM合作伙伴。戴爾和富士通宣布在其服務器中采用Intel的基于Arria 10 GX FPGA的可編程加速卡(PAC)。

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  Intel可編程解決方案事業(yè)部亞太區(qū)市場拓展經理劉斌

  “我們希望后續(xù)還會有其他主流的OEM廠商向大家做這樣的公布,請拭目以待,應該會非常快”, Intel可編程解決方案事業(yè)部亞太區(qū)市場拓展經理劉斌說。顯然OEM伙伴的紛紛支持,是FPGA在數據中心的加速成為主流應用的重要條件。

  事實上,這種變化正是人們預料中的。數據大爆發(fā)的時代導致計算力的瓶頸,使得異構計算成為必然,雖然GPU和FPGA被認為在不同的應用場景下各有千秋,但GPU的缺點在于延遲大、能耗比低、成本較高,低延遲性是FPGA天然的優(yōu)勢,加之運營成本較低,所以CPU+FPGA的組合一直被人們期待在數據中心的舞臺上一展身手。當初微軟在其數據中心大規(guī)模使用FPGA支持Bing時曾引發(fā)熱議,而現在人們已經認可FPGA將在數據中心扮演重要角色。

  其實在Intel之前,已有用戶自己用FPGA構建硬件系統來做加速,一些第三方也在開發(fā)FPGA加速卡,但是當Intel自己親自做的時候是在向市場釋放一種信號:這是一個重要方向,同時也是在給用戶信心,當你真的要進行部署的時候市場上有高質量、大規(guī)模供貨、有售后保障、擁有整個產品生命周期管理的產品可供選擇。

  對手

  好的機會大家都能看到。從2000年互聯網泡沫時至今,FPGA的市場總量始終維持在50億美元左右,雖然被更多地采用。但架不住價格直線下滑,即使直到今天FPGA在人們心目中還是“昂貴”的印象。雖說通訊現在依然是FPGA最大的市場,但人們期待著一個變化的發(fā)生,一個比通訊更大的市場——數據中心。

  就在一個月之前,Xilinx的新CEO Victor Peng宣布將下重注在新的架構——ACAP(Adaptive Compute Acceleration Platform,自適應計算加速)平臺,并直呼“Data Center First(數據中心最重要)”。據其新聞稿,ACAP 是一個高度集成的多核異構計算平臺,其核心是新一代的 FPGA 架構,結合了分布式存儲器與硬件可編程的 DSP 模塊、一個多核 SoC 以及一個或多個軟件可編程且同時又具備硬件自適應性的計算引擎。新聞稿上充滿了“顛覆”、“革命性”這樣的詞匯,其“Everest(珠穆朗瑪峰)”的代號也充分表明了Xilinx在這個7nm芯片上寄予的雄心與夢想。

  但ACAP最終是否真能如Xilinx所宣傳的那樣,還需等到芯片出來后方見分曉。首款“Everest”產品將于 2018 年實現流片,2019 年交付給客戶。大家都明白,marketing是marketing的語言,technical是technical的語言。歷史上的Xilinx和Altera就曾樂此不疲地在新聞稿上通過巧妙用詞來“領先”對方。

  Intel是認真的

  面對對手的咄咄逼人,Intel會如何處置?“這還是一片很藍的海”,劉斌的一句話輕松地提高了境界,“大家還在想辦法解決用戶的問題,現在要幫助用戶盡可能快地加速各種新業(yè)務的發(fā)展。所以在這里面,我們覺得每一家都應該發(fā)揮自己最強的實力,我們把自己的事情做好,當然Intel真正的實力在于有這么長期的在計算領域里面的積累?!?/p>

  眾所周知Intel的過人之處在于構建出了強大到不可超越的生態(tài)系統,而這正是FPGA的軟肋,其開發(fā)周期和門檻一直為人所詬病。目前全中國可以用FPGA進行開發(fā)的工程師不過區(qū)區(qū)3萬人,而且還集中在通訊領域那幾家大公司。改變這一切需要生態(tài)系統,原來無論Altera還是Xilinx都看到了這一點,但卻無力去做。如今的Intel試圖改變。

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  加速堆棧已可以在Intel官網下載

  2017年,Intel推出了面向Intel至強CPU和FPGA的加速堆棧,將一些通用功能集成在里面,該軟件站的API接口部分是開源的,既支持FPGA傳統的RTL語言,也支持OpenCL高階語言,同時還在考慮C++。。加速堆??梢允褂脩艄?jié)省開發(fā)成本和時間,將精力放在更具商業(yè)價值的應用開發(fā)上,同時也能讓整個生態(tài)系統中的合作伙伴可以較好地在不同平臺上進行移植,之前FPGA領域沒有標準的加速卡或軟件應用訪問接口,導致各公司開發(fā)的東西相互之間不互通。Intel這么做即是希望有更多的人可以參與到加速堆棧的發(fā)展過程中,慢慢建立起面向FPGA加速的開發(fā)者社區(qū),從而逐步拓展生態(tài)環(huán)境。

  在發(fā)布產品之外Intel還做了一件非常重要的事,就是邀請各種不同類型的合作伙伴,其中既有FPGA加速器的硬件開發(fā)伙伴,也包括系統集成商和軟件應用集成商,大家一起形成合力去支持不同垂直領域的加速方案的建設。劉斌展示了兩個使用Intel FPGA可編程加速卡的應用案例。

  一家名為Levyx的公司為金融機構打造的財務風險分析系統,基于自身的測試得到的結果是,在一個具體的執(zhí)行算法加速的位置上得到了850%的加速,而把整個流程執(zhí)行完、算完損益值之后的端到端的加速大于2倍。在這個垂直市場的模型之外,還有一個應用面更廣泛的的數據庫案例,該領域面臨的挑戰(zhàn)在于:不同類型的數據庫并存、數據的存儲方式多樣,而這樣的高復雜度造成查詢極其耗時與用戶實時性要求高的矛盾。FPGA可以在查詢指令進行轉化、數據分析這兩個點上進行加速。Swarm64公司提供的解決方案在數據分析這個點可達到平均20倍以上的加速能力,從端到端的角度來看,在數據倉儲和壓縮上面分別提供2倍和3倍以上的加速。

  劉斌著意強調這兩個例子并不代表全部,Intel在全球已經邀請了幾十家類似的合作伙伴一起來幫助Intel開發(fā)不同領域的完整的FPGA加速解決方案,主要集中在數據分析、人工智能、視頻轉碼、網絡安全、金融加速以及基因研究這六大領域,未來Intel將逐步在用戶端向大家進行展示。

  紅海or 藍海?

  之所以對生態(tài)系統大力發(fā)展,Intel無疑非常清楚,在數據中心加速應用上的各種計算模式的競逐中,性能的比拼只占一部分,關鍵還是在于對行業(yè)方向的理解和對客戶業(yè)務需求的把握。GPU之前用幾年時間做起了一個已被接受的生態(tài)系統,FPGA要想在數據中心站穩(wěn)腳跟,必須加速這個進程。眾多的OEM設備商、應用軟件開發(fā)商、系統集成商們都將被一起裹挾進來。這場競爭中的商業(yè)語言將不是這塊FPGA加速卡上有幾個接口、多少邏輯單元、價格幾何,而是客戶的商業(yè)模式是什么、需要幫客戶解決什么樣的問題、需要用什么樣的解決方案。

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  Intel邀請合作伙伴在六大領域開發(fā)解決方案

  無論對于Intel還是Xilinx,考驗的同樣都是構造生態(tài)系統的能力。做生態(tài)原本是Intel傳統的強項,此次的發(fā)布就再現了那種每當英特爾發(fā)布新的處理器時,總會拉著一群小伙伴們站臺的模式。而另一個不可忽視的則是Intel X86服務器目前在數據中心的占有率,雖然各家數據不一,但96%這個數字是大家基本上認可的。換句話說,數據中心更像Intel自家的后院,延續(xù)這樣的優(yōu)勢似乎順理成章,絕對不應允許別人染指。

  Intel和Xilinx究竟誰會在數據中心這條路上跑得更遠?看上去這場競爭似乎并不對等,Intel和Xilinx和對決,絕不同于Altera和Xilinx的對決,所謂細思極恐。劉斌就告訴EEWorld記者,在Altera時代,得到戴爾、富士通這樣的頂級服務器供應商的鼎力支持是不敢想的。因為對于他們而言,接受一個FPGA廠商把產品布署在自己的服務器里并不是那么容易,而且驗證也需要大筆資金??瓷先ニ坪跆炱降瓜騃ntel一連,但歷史上Intel并非沒有敗績,敵人永遠是Intel自己。我們看到Intel還收購了Nervana,一家做GPU的公司,Intel是否還在三心二意?加之Intel之前的收購史并不怎么樣,所以其實最終還是要看Intel自己做這件事的決心。此外還存在的一個變數是,如果Xilinx如之前傳聞的那樣也被收購,玩法又變了。

  今年恰逢英特爾成立50周年,從1968年到2018年,這位50歲的芯片巨人還是在興致勃勃地尋求各種機會。他宣稱數據是未來的石油,數據的價值和怎樣挖掘它的潛力才是未來推動整個產業(yè)轉型、實體經濟發(fā)展的重要原動力。作為一家一直處理數據的公司,Intel幾十年來每天都在關注數據,Intel給客戶提供數據的價值不只是獲得或存儲,重要的是如何將其變成用戶可以進行下一步決策的信息。我們相信數據中心市場在Intel具有戰(zhàn)略地位。

  一切才剛剛開始,大戲剛剛拉開序幕。


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