“Versal FPGA與HBM解決了大數(shù)據(jù)和帶寬問(wèn)題，不僅取代了DDR4或其他外部芯片，提升了安全性和靈活性，同時(shí)還支持多種協(xié)議，減少了功耗、占板面積，降低了時(shí)延，幫助用戶實(shí)現(xiàn)性能的最大化?！?月31日，AMD自適應(yīng)和嵌入式計(jì)算事業(yè)部（AECG）高級(jí)產(chǎn)品線經(jīng)理Shyam Chander先生宣布了Alveo V80計(jì)算加速卡的特征與行業(yè)應(yīng)用實(shí)踐。

在推出Alveo V80加速卡的同時(shí)，AMD還推出了基于GitHub的設(shè)計(jì)示例，讓硬件的開(kāi)發(fā)者更快上手并縮短產(chǎn)品上市時(shí)間，同時(shí)也使得之前熟練應(yīng)用Vivado工具的Alveo硬件開(kāi)發(fā)者能夠?qū)崿F(xiàn)價(jià)值最大化。

Alveo V80關(guān)鍵特點(diǎn)與性能提升

AMD Versal HBM自適應(yīng)SoC架構(gòu)為系列家族最大的器件Aveo V80加速卡提供支持。

觀察其總體架構(gòu)可以發(fā)現(xiàn)，其特點(diǎn)之一是提供260萬(wàn)個(gè)LUT的可編程邏輯，作為集成型高帶寬網(wǎng)絡(luò)核心與加密引擎，二是具備多達(dá)10890個(gè)DSP計(jì)算邏輯片，提供較之前代產(chǎn)品3倍的DSP性能提升，消除各類瓶頸；三是采用PCle Gen5接口，支持64G傳輸速率，擴(kuò)展MCIO后提供超級(jí)通路，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)卡的輕松集成與連接。

與上一代產(chǎn)品AMD Alveo U55C相比，AMD AlveoV80加速卡有了全面的提升：存儲(chǔ)器帶寬從200GB/s提高到820GB/s，邏輯密度從1.3M提升至2.6M，網(wǎng)絡(luò)帶寬從200GB/s升至800GB/s，PCle帶寬從32GB/s提升至64GB/s。

通常情況下，使用加速卡都離不開(kāi)與本地的CPU進(jìn)行連接，這將限制能夠使用到的GPU加速卡的數(shù)量。但是V80采取網(wǎng)絡(luò)附接加速卡方式避開(kāi)了這一限制，相比傳統(tǒng)加速卡，首先是低時(shí)延處理傳入的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，其次它能避開(kāi)CPU至加速器的PCle瓶頸，三是消除了分立式網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)，最終實(shí)現(xiàn)每服務(wù)器的卡數(shù)和計(jì)算密度的最大化。這些功能還實(shí)現(xiàn)了在線加密、數(shù)據(jù)包監(jiān)控和傳感器處理。

HBM存儲(chǔ)相對(duì)DDR而言更為昂貴，但AMDAlveo V80采取靈活的存儲(chǔ)配置將HBM應(yīng)對(duì)非常廣泛的工作負(fù)載，一個(gè)有效的對(duì)策就是在做PCB的封裝尺寸時(shí)權(quán)衡HBM包裝時(shí)的芯片占板面積大小，同時(shí)以正確地配置FPGA資源作為補(bǔ)充。Shyam強(qiáng)調(diào)，此次從UltraScale+U55C升級(jí)到AMD Versal V80，以性能的提升來(lái)對(duì)沖有限的成本增加，實(shí)現(xiàn)最高的性價(jià)比，而這也是推出Alveo V80的邏輯。

典型案例應(yīng)用

新款A(yù)lveo V80加速卡已經(jīng)在行業(yè)取得了一些成功案例。

在天文領(lǐng)域，聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織（CSIRO）是澳大利亞的一家國(guó)家級(jí)研究機(jī)構(gòu)，它參與了世界最大的射電天文天線陣列的建設(shè)，通過(guò)處理無(wú)線電波來(lái)研究早期宇宙并探索信息演化。

這個(gè)最大的射電天文天線陣列項(xiàng)目采用13.1萬(wàn)個(gè)天線來(lái)采集數(shù)據(jù)，以15Tb/s的速度持續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，其工作負(fù)載主要是以DSP方式支持傳感器數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸與波束成型及連接，由420塊AMD AIveo U55C卡、21臺(tái)服務(wù)器和4個(gè)機(jī)架來(lái)提供支持。

在工作負(fù)載越來(lái)越復(fù)雜，而機(jī)架空間有限等情況下，CSIRO采用140張AMD AIveo 80計(jì)算加速卡與14臺(tái)的服務(wù)器進(jìn)行下一代傳感器處理，通過(guò)4x200G網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)了低時(shí)延內(nèi)聯(lián)傳感器處理，強(qiáng)化的AMD Versal DSP計(jì)算邏輯片，每張卡的密集計(jì)算簡(jiǎn)化了集成、擴(kuò)展和集群，以幾乎相近的成本，在有限的空間內(nèi)迅速將算力提升達(dá)3倍之多。數(shù)據(jù)顯示，該項(xiàng)目功耗從以前的年520千瓦時(shí)降低為年236千瓦時(shí)，加速器數(shù)量減少三分之二，服務(wù)器減少三分之一，功耗降低55%，總擁有成本也降低21%，而且功能靈活性極大提升。

建模和算法交易是金融科技企業(yè)采用加速卡趨之若鶩的場(chǎng)景。在建模仿真與回測(cè)方面，AMD Alveo V80加速卡支持密集計(jì)算的FPGA架構(gòu)與DSP，大數(shù)據(jù)集與歷史定價(jià)數(shù)據(jù)由HBM支持；在低時(shí)延算法交易方面，Alveo V80可以加速交易策略和期權(quán)定價(jià)，另以752Mb的RAM用于定價(jià)數(shù)據(jù)、交易記錄，HBM則用于數(shù)據(jù)集與訂單信息。

由AMD AIveoV80推動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)安全

企業(yè)客戶普遍重視網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題，都希望能夠有非常堅(jiān)硬堅(jiān)固的網(wǎng)絡(luò)安全措施來(lái)防止網(wǎng)絡(luò)攻擊，保障數(shù)據(jù)安全，下一代防火墻也能在確保安全的同時(shí)，進(jìn)一步提高能力。

Alveo V80能實(shí)現(xiàn)這樣的目標(biāo)——Versal芯片因?yàn)槟芴峁┯不腎P包括加密引擎，能實(shí)現(xiàn)800G的內(nèi)嵌IPSec，HBM則用于緩沖和流量表存儲(chǔ)來(lái)加強(qiáng)安全性能，同時(shí)還能與數(shù)據(jù)有更好的連接，更好地實(shí)現(xiàn)流量管理。

造福傳統(tǒng)FPGA開(kāi)發(fā)人員以及更多行業(yè)應(yīng)用

AlveoV80特別面向傳統(tǒng)FPGA開(kāi)發(fā)人員，以低時(shí)延、自定義數(shù)據(jù)類型、自定義數(shù)據(jù)遷移面向自定義工作負(fù)載，設(shè)計(jì)沿用開(kāi)發(fā)者非常熟悉的AMD Vivado套件，簡(jiǎn)化Alveo硬件設(shè)計(jì)框架硬件的開(kāi)發(fā)，同時(shí)還支持定制和優(yōu)化。所有的這些示例和使用方式，在GitHub上都有展示，用戶也可以直接從上面下載。

“傳統(tǒng)上，構(gòu)建內(nèi)部的PCle卡需要經(jīng)過(guò)大量的RTL驗(yàn)證，還有很多系統(tǒng)集成的任務(wù)。如果使用V80，就可以避開(kāi)這種系統(tǒng)集成的任務(wù)，可以實(shí)現(xiàn)非?？焖俚牟渴?，再加上基于Supermicro和AMD EPYC處理器的錨服務(wù)器支持，甚至可以即刻部署?！闭劶靶乱淮亩ㄖ苹阅埽琒hyam Chander認(rèn)為Alveo V80真的是“大放異彩”——它不僅能夠大幅降低時(shí)延，在實(shí)時(shí)處理方面表現(xiàn)也非常優(yōu)秀。而這一切，都?xì)w功于硬化硬件的處理與靈活應(yīng)變的優(yōu)勢(shì)。

事實(shí)上，快速上市始終是Alveo V80的優(yōu)勢(shì)與非常重要的價(jià)值定位。AMD對(duì)于產(chǎn)品的全生命周期有非常重要的考慮和關(guān)照，通常不低于五年期的生命周期服務(wù)。

針對(duì)當(dāng)今豐富的AI加速器卡市場(chǎng)，Shyam Chander表示Alveo系列產(chǎn)品側(cè)重內(nèi)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、實(shí)時(shí)處理場(chǎng)景，這是FPGA的自適應(yīng)SoC的優(yōu)勢(shì)，Alveo V80不僅在計(jì)算和存儲(chǔ)器帶寬方面提供非常高的性價(jià)比，在工作負(fù)載方面也提供了非常高的價(jià)值，包括邏輯資源和低時(shí)延，以及各個(gè)節(jié)點(diǎn)的可擴(kuò)展性。他相信，Alveo系列在未來(lái)還將繼續(xù)呈現(xiàn)強(qiáng)大的生命力。

xiesc