FPGA加速器：Xilinx SDAccel 提升数据中心能效性能

“Xilinx SDAccel 环境提供了为数据中心优化的硬件加速解决方案，旨在解决CPU和GPU在单位功耗性能上的局限性。该环境使得设计人员能够利用FPGA（现场可编程门阵列）的优势，实现低功耗、高吞吐量和低时延，特别适用于大规模数据中心应用，如密钥加速、图像识别、语音转录等。” 赛灵思SDAccel环境是针对数据中心应用开发的一款创新工具，它解决了当前多核CPU和GPU在性能与功耗之间平衡的挑战。传统的CPU和GPU虽然易编程，但在处理密集型任务时，功耗与性能的比例限制了其潜力。设计人员对硬件加速器的需求日益增长，他们期望既能保持GPU的易编程性，又能拥有更低功耗、更高效率的硬件。 FPGA作为一种灵活的硬件平台，可以在单位功耗性能上提供显著提升。研究表明，基于FPGA的应用加速相比于CPU和GPU，可以实现25倍的能效提升和50到75倍的时延减少。这种高效性能的实现部分得益于FPGA对I/O集成的支持，如PCIe、DDR4 SDRAM接口和高速以太网等。此外，FPGA还能满足25W以下的目标功耗，从而提高可扩展性和降低总体功耗。 以百度为例，该公司展示了FPGA在深度神经网络（DNN）预测系统中的优势，DNN广泛应用于语言识别、图像搜索等多个领域。FPGA的低功耗特性使得它们成为所有类型服务器的理想加速器，尤其在中端应用中，可以实现375GFLOPS的性能，功耗仅在10-20W之间。 为了解决FPGA编程的难题，赛灵思推出了SDAccel环境。这个全新的开发环境为数据中心应用开发人员提供了以下关键功能： 1. **更高的单位功耗性能**：SDAccel允许利用FPGA的硬件加速能力，以更低的功耗实现更高效的计算。 2. **完全软件的开发环境**：不同于传统的硬件描述语言（RTL）流程，SDAccel支持软件开发者熟悉的编程模型，如OpenCL、C和C++，降低了编程难度。 3. **易于升级的设计**：SDAccel环境支持设计的平滑迭代和升级，使开发人员能够快速适应不断变化的技术需求。 Xilinx SDAccel环境为数据中心应用开发带来了一场革命，通过结合FPGA的灵活性和软件友好性，为寻求高性能、低功耗解决方案的数据中心提供了理想选择。这一工具不仅提升了硬件加速的易用性，还推动了数据中心技术在能效和性能上的新突破。