Video: Тест FPGA в Майнинге / 3 FPGA заменяют 116 видюх (Decembris 2024)
Viena no interesantākajām tendencēm, ko esmu redzējis serveru skaitļošanā, ir attālināšanās no standarta CPU un tā, lai vairāk apstrādātu grafikas mikroshēmas (GPU) un pārkonfigurējamus procesorus, kas pazīstami kā lauka programmējami vārtu masīvi (FPGA). Šo parādību bieži sauc par neviendabīgu skaitļošanu.
Koncepcija šeit nav jauna - GPU un citi paātrinātāji gadiem ilgi ir arvien izplatītāki augstas veiktspējas skaitļošanas (HPC) vai superdatoros. Bet pēdējā laikā mēs esam dzirdējuši vairāk par to, kā Intel ir pielāgojis dažas servera mikroshēmu paketes, lai papildus tradicionālajam CPU iekļautu FPGA, kas galvenokārt ir paredzētas lieliem hiperskaldu mākoņdatošanas pakalpojumu sniedzējiem, kuriem ir īpaši algoritmi, kurus viņi var palaist kā aparatūras instrukcijas FPGA. Tam vajadzētu būt daudz ātrākam, nekā izpildīt tos kā programmatūru vispārīgākajos CPU norādījumos.
Tas bija galvenais dzinējspēks Intel nesenajam plānam iegādāties FPGA veidotāju Altera. Intel izpilddirektors Braiens Krzaničs sacīja, ka viņš sagaida, ka līdz 30 procentiem mākoņu darba slodzes līdz desmitgades beigām būs kaut kāds FPGA paātrinājums. Microsoft jau izmanto Altera FPGA, lai darbinātu daudzus savus mākoņa pakalpojumus, piemēram, Bing meklēšanu.
Ir bijis viens liels šķērslis lielākajai daļai uzņēmumu, kas izmanto FPGA - vai šajā ziņā GPU - tipiskākos korporatīvās skaitļošanas gadījumos: ir grūti izdarīt programmatūru, lai vienlaikus darbotos šīs mikroshēmas un CPU. (Korporatīvajai darba slodzei un pat HPC vienmēr būs nepieciešami daži CPU; cita veida lietojumprogrammās, piemēram, tīkla izveidošanā, aparatūras uzņēmumi var vienkārši izmantot FPGA.) GPU skaitļošanai mēs esam redzējuši tādas lietas kā Nvidia CUDA un Khronos Grupas OpenCL standarts, kas atvieglo lietas, un mēs noteikti esam redzējuši daudz HPC un mašīnmācīšanās algoritmus, kas izmanto GPU. Tagad tādi FPGA veidotāji kā Altera atbalsta arī OpenCL, taču vispārīgākā korporatīvās skaitļošanas lietā tas ir izrādījies pārāk grūts.
Pēdējā laikā esmu runājis ar pāris uzņēmumiem, kuri cer to atvieglot.
Bitfusion ir starta es pirmo reizi redzēju vietnē TechCrunch Disrupt; tā tehnoloģija ir paredzēta, lai ļautu jums pārvietot lietojumprogrammu no CPU uz GPU vai FPGA, nepārrakstot to katrai platformai. Kā paskaidroja izpilddirektors Subbu Rama, pakete tagad darbojas, meklējot kopīgas atvērtā koda bibliotēkas, kuras izmanto programmatūras izstrādātāji, un aizstājot tajās esošās funkcijas ar funkcijām, kuras var izmantot GPU vai FPGA priekšrocības. Kā viņš paskaidroja, lielie uzņēmumi, iespējams, varēs pārrakstīt savu kodu, bet vidēja tirgus uzņēmumi to nevar. Pieteikumos ietilpst zinātniskā skaitļošana, finanšu lietojumi, piemēram, riska analīze un tirdzniecība ar augstfrekvenci, un datu analītika, piemēram, darbs ar naftas un gāzes sensoru datiem.
Galu galā viņš teica, ka tas varētu darboties ar jebkuru valodu, kas izsauc šādas bibliotēkas. Viņš atzīmēja, ka bibliotēku aizstāšana var nebūt tik efektīva kā pielāgota koda rakstīšana FPGA vai GPU, taču tas ir daudz vienkāršāk.
Bitfusion plāno piedāvāt savus produktus trīs dažādos modeļos - kā tīru programmatūru uzņēmumiem, kuriem jau ir savi paātrinātāji; iepriekš instalēts ierīcēs; vai mākonī izvietotām lietojumprogrammām, izmantojot partnerību ar Rackspace. Sākumā tiks izmantoti Altera FPGA, lai gan uzņēmums saka, ka tas varētu strādāt arī ar citiem procesoriem. Rama saka, ka sākotnējie klienti to izmanto tagad, un pieejamība sabiedrībai ir plānota tuvāko pāris mēnešu laikā.
SRC izmanto nedaudz atšķirīgu pieeju. Kopš 1999. gada tā ir izveidojusi "pārkonfigurējamus serverus" valdības aģentūrām, un tagad tā izstrādā risinājumu, kas paredzēts hiperskalu datu centriem un tīmekļa darbībām. Saukts par Saturna 1 serveri, tā ir kārtridžs, kas tiek iesprausts HP Moonshot šasijā, un SRC apgalvo, ka tas var nodrošināt datora veiktspēju, kas parasti ir 100 reizes ātrāka nekā tradicionālajiem mikroprocesoru modeļiem. (Uzņēmums arī pārdod lielākas uz statīva montētas un pilna izmēra sistēmas, parasti lielākiem klientiem.)
Tas, kas padara šo atšķirīgo, ir īpašs kompilators, kas pazīstams kā Carte, kas kodu pārveido par silīcija dizainu, kas var darboties ar FPGA arhitektūru, saskaņā ar izpilddirektora Jon Huppenthal teikto. Viņš pastāstīja, ka SRC ir pavadījis gadus, veidojot kompilatoru, sākotnēji biznesa klientiem, kopš 90. gados firmu nodibināja superdatoru pionieri Seimūrs Krejs un Džims Gužijs. Pēc viņa teiktā, viena atšķirība SRC pieejā ir tā, ka Carte nav domāts vispārējām sistēmām, bet drīzāk ir saistīts tieši ar SRC arhitektūru, kas tai piešķir lielāku veiktspēju un konsekvenci. Saturns 1 izmanto divus Altera FPGA - vienu, kas palaiž lietotāja kodu; otrs, kas nodrošina sistēmas ātru darbību kopā ar vienu Intel procesoru. Pašlaik viņš piebilda, ka uzņēmums darbojas 12. pārveidojamo procesoru paaudzē.
Šis ir dārgāks risinājums, kas galvenokārt paredzēts diezgan lieliem skaitļošanas centriem, taču tas joprojām ir pieejamāks nekā iepriekšējās pieejas.
Ideja izmantot FPGA vai pārkonfigurējamus procesorus vairāk vispārpieņemtiem uzdevumiem nav jauna. Tomēr pagāja ilgs laiks, līdz tas kļuva par iespēju tradicionālākiem klientiem ārpus aparatūras izstrādātājiem vai militārām vajadzībām. Šīs jaunās pieejas var radīt priekšstatu, ka šī tehnoloģija tiek sākta arvien biežāk, taču tikai tad, ja cenas / veiktspējas uzlabojumi patiešām sakrīt ar pārdevēju pretenzijām un šo tehnoloģiju ir vieglāk izmantot. Jaunās pieejas ir solis šajā virzienā.
