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[導讀]賽靈思2021年春季發佈推出了Alveo SN1000 SmartNIC、賽靈思智能世界、賽靈思加速算法交易三款可組合式數據中心平台產品,聚焦於軟件定義和硬件加速。

“摩爾定律放緩”甚至激進派的”摩爾定律已死”這種説法自從十幾年前就廣為“傳頌”,面對這種瓶頸,主流hk4px所走的路一條是異構計算,另一條則是“小芯片”或名為“芯粒”(Chiplet)。由此,數據中心所引發的新一輪計算革命掀起。

事實上,觀察行業巨頭“小芯片”的行徑,最終走向總歸是組合化的。“小芯片”正是因為像搭積木一樣,將預設特定功能芯片裸片進行封裝複用以構建新IP,這種集成系統能夠成為一種新型“超異構系統”,這種靈活性不失為延續摩爾定律的“組合拳”。

這種組合式的思路不僅適合於芯片發展,同樣也適用於數據中心。“我們相信下一代的數據中心,會對組合性有非常高的要求,從基礎設施一直到器件這個層面,都會要求可組合性”,日前,賽靈思(Xilinx)數據中心事業部網絡與存儲產品管理總監Kartik Srinivasan在賽靈思的2021春季新品發佈會上如是説,圍繞可組合性數據中心也推出了三個具體的解決方案。

可組合的SmartNIC

去年三月同期,賽靈思宣佈推出業界首款一體化SmartNIC平台Alveo U25,旨在卸載數據中心內部橫向流量的問題,防止擠佔CPU資源。彼時該款產品擁有225Gb以太網端口,且是ZYNQ級器件,擁有超過52+LUT

今年三月,賽靈思繼續推出Alveo SN1000(下文簡稱SN1000),這是業界首款硬件可組合式SmartNIC。該款產品最大的亮點是其可組合性,支撐SN1000的是三個堅實的“地基”:

其一,SN1000基於UltraScale+ FPGA架構,擁有賽靈思FPGA的靈活應變能力,是保障其性能的“底氣”;其二,擁有控制面與數據面分離的特性,是賦能硬件可組合的充要條件;其三,擁有vitis Networking軟件,讓用户充分利用可組合式功能,進行軟件定義硬件加速,軟件不僅支持P4高級語言編程,也支持C/C++Arm進行控制和流量管理。

在參數上,以太網端口升級成2100Gb,擁有1M LUT2x QSFP28的封裝尺寸和75W的低功耗,搭載核Arm SoCNXP LX2162 16-core A72

Kartik Srinivasan為記者介紹,SN1000是一款開箱即用且即插即用的產品,其背後的祕訣是賽靈思預先對硬件進行了OVS加速、網絡虛擬化安全加速和存儲加速等。

對於其重點可組合性上,Kartik Srinivasan介紹表示,SN1000支持客户根據不同要求進行靈活組合和加速,這歸功於內存既支持數據面也支持控制面,通過這樣的雙向支持能夠讓數據面實現管理和加速,在控制面實現ARMCPU進行加速,以達到高效便捷的安全分離和遷移,是行業積極擁抱異構計算的典範。

專家預測2024年可編程的SmartNIC將佔市場的70%,那麼以FPGA為核心的SmartNIC有什麼不同?Kartik Srinivasan表示,從傳統或標準的NIC到卸載NIC再到可編程SmartNIC,最早採用SmartNIC技術的是超大規模的數據中心和雲服務提供商,包括百度、阿里、騰訊,這些提供商在快節奏的變革和多樣化網絡功能中,擁有很多要求,特別是線速性能的數據包處理方面,以實現加速網絡、安全和存儲卸載這三個功能。

SmartNIC主要包括FPGAASICCPU/SoC三種,但ASIC的實現方案缺乏定製能力,很難跟上每間隔12-18個月就產生很大變化的速度演進,CPU/SoC又難以實現硬件加速的要求和性能。因此,FPGA的靈活性和強大的加速能力成為了首選。

SN1000這一“萌新降生”後,目前XilinxNIC系列上擁有X2U25SN1000三個平台,分別應對不同對場景和供客户選擇。

可組合的AI視頻分析

本次發佈會,賽靈思還發布了賽靈思智能世界視頻分析平台Xilinx Smart World,之所以發力這一方面是AI視頻分析對時延和算法複雜性擁有極高要求,諸如口罩檢測、人員計數、病患監控、工業安全、零售分析、門禁控制等方面均有強勁需求。

根據賽靈思數據中心部亞太區數據中心戰略營銷經理Guruprasad M. Parthasarathy的介紹,該解決方案着重兩個關注點:其一,去掉FPGA硬件開發,客户只需相關應用開發即可;其二,賽靈思聯合生態合作伙伴提供了隨時可部署的視頻分析解決方案,方案支持智慧城市、智能醫療、智能零售等重要領域部署。

賽靈思智能世界堅實的後盾是其Alveo器件系列,方案擁有兩個優勢:其一,擁有總擁有成本(TCO)優勢,據Guruprasad介紹,與其競品英偉達T4 GPU相比,能夠降低30%的總擁有成本;其二,擁有時延優勢,與其競品英偉達T4 GPU相比能夠在16流上提速77%,32流上提供71%。

值得一提的是,賽靈思智能世界應用將可在VMSS平台上直接進行應用的開發,這是一個高度可擴展的平台,該平台不僅擁有極低的時延,還擁有極強的擴展性,在機器學習和人工智能算法複雜性增時也可同時並行多種模型和算法,不會影響端到端的性能。

Guruprasad表示,平台擁有許多合作伙伴,包括Mipsology、deepAI、Aupera,這些夥伴開發的視頻解決方案能夠成功幫助客户應用搭建,並且各個夥伴的視頻解決方案各具特色,可供客户按需選取。

Guruprasad列舉了騰訊WeLink的智能樓用例,該方案採用了合作伙伴的Aupera的解決方案,採用方案之前視頻流和互聯網數據都會放騰訊雲彙總進行處理,這不僅擁有極高的成本也過度消耗了雲計算。在採用Aupera方案後,實現在本地邊緣推斷,大大降低了時延,同時使得帶寬的成本降低了90%,目前方案已成功部署5000個攝像頭,實現了人臉識別、口罩檢測等功能。

通過該方案可以看出,賽靈思智能世界的核心是開箱即用和即插即用,賽靈思正在賦能Alveo加速卡在應用層面的可組合,以充分發揮其成本和低時延特性。

賽靈思加速算法交易

賽靈思還推出了賽靈思加速算法交易,這一解決方案的核心概念也是開箱即用和即插即用,即在應用開發上的可組合。不過賽靈思智能世界聚焦的是AI視頻分析,賽靈思加速算法交易則着重“算法交易”或“HFT高頻交易”領域。

據賽靈思數據中心市場營銷總監Ed Wright介紹,當今的算法交易其實主要存在硬件算法交易和軟件算法交易兩種,二者在能力和性能上擁有重大鴻溝,且軟件算法交易如若想轉換成硬件算法交易的門檻是極高的,需要專門的硬件開發商在IT進行架構和設計。這樣勢必擁有極高的成本和極長的交付期,伴隨而來的風險是極高的。

賽靈思加速算法交易便可在無需硬件開發情況下,實現非常複雜的策略,且讓交易者能以少於微秒(sub-microsecond)的時延實施先進策略。

Ed Wright表示,在賽靈思的vitis平台上,開發者可用模塊化的方式構建部署基於FPGA的Alveo加速卡,平台不僅支持庫的自由組合,還支持非常廣泛的算法交易用力,在此層級上可繼續部署算法交易的框架和IP。

在算法交易市場上,之前多是CPU驅動,但相比FPGA使用CPU仍然擁有較長的交付期和較高的成本。值得一提的是,CPU驅動的算法交易缺乏市場競爭,在FPGA突入這樣的市場空白之下,既能夠縮短上市時間還能提供強力有力的競爭。

賽靈思加速算法交易適用於經紀人、交易所、市場數據hk4px、銷售側hk4px、自營交易商等不同機構用户,能夠為其提供算法迥異、智能訂單路由、市場數據門户、FIX門户、進行交易、交易前風險、會場數據加速器等服務。

部署賽靈思加速算法交易也非常便捷,只需通過賽靈思渠道的經銷商和分銷商購置Alveo U50或Alveo U250,從Xilinx.com下載開源算法,無需任何許可證費用即可立即使用賽靈思加速算法交易。

總結

在可組合上,本次賽靈思2021年春季發佈推出了Alveo SN1000 SmartNIC、賽靈思智能世界、賽靈思加速算法交易三款可組合式數據中心平台產品,聚焦於軟件定義和硬件加速。

除此之外,Xilinx App Store也一併被髮布,根據Ed Wright的介紹,該應用商店不僅能夠方便地消費選擇應用,還能方便地將方案推給客户,預計賽靈思應用商店將成為客户優選的購買和部署加速應用的新方式。

在可組合概念逐漸深化之下,行業掀起一股新的浪潮,賽靈思的三款平台產品也拉開了可組合性數據的序幕。通過賽靈思的部署來看,三款新平台的核心除了可組合,還聚焦了開箱即用和即插即用這一概念。彼時,FPGA開發因其入門難度抵擋了許多開發者的腳步,賽靈思着重降低硬件開發的比重,從而讓開發應用成為“主戰場”。

記者認為,當FPGA普適於不同層級的開發者,開發重點愈發趨向應用本身,FPGA的低延時、高性能、靈活性和總擁有成本的優勢將逐漸填補傳統計算領域空白,使得開發者有更廣的選擇空間。

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付斌

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