讓FPGA替代GPU,你會有怎樣的顧慮?
顧慮二:FPGA的計算性能能不能滿足我的需求?
與CPU和GPU不同,F(xiàn)PGA是一種典型的非諾依曼架構(gòu),是硬件適配軟件的模式,它能夠根據(jù)系統(tǒng)資源和算法特征靈活的調(diào)整并行度,達到最優(yōu)的適配,因此能效比高于CPU和GPU。
以浪潮F10A為例,這是目前業(yè)界支持OpenCL的最高密度最高性能的FPGA加速設(shè)備,基于Altera的Arria10芯片,單芯片峰值運算能力達到了1.5TFlops,功耗卻只需35W,每瓦特性能達到42GFlops。同時,F(xiàn)10A設(shè)計為高密度的半高半長PCI-E插卡,同時具有靈活的板卡內(nèi)存配置,最大支持32G雙通道內(nèi)存,是業(yè)內(nèi)同等FPGA卡內(nèi)存容量的4-8倍。此外,F(xiàn)10A支持2個10Gb光口,可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)直接從網(wǎng)絡(luò)到板卡處理,無需經(jīng)過CPU,大大減低了傳輸延時。
測試數(shù)據(jù)顯示,在語音識別應(yīng)用下,浪潮F10A較CPU性能加速2.87倍,而功耗相當(dāng)于CPU的15.7%,性能功耗比提升18倍。
顧慮三:FPGA的開發(fā)周期得1年以上吧,這不能滿足我的業(yè)務(wù)上線需求?
傳統(tǒng)的FPGA的開發(fā)類似于芯片的開發(fā),采用硬件描述語言(HDL)開發(fā),HDL開發(fā)帶來的問題就會像芯片設(shè)計一樣周期會比較長,從架構(gòu)設(shè)計、到仿真驗證、再到最終完成,需要一年左右的開發(fā)時間。
但是互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)迭代速度極快,在幾個月時間內(nèi)就可能完成龐大用戶群的積累,因此業(yè)務(wù)對于數(shù)據(jù)中心的要求是“快”—計算力平臺的升級要盡量快地滿足業(yè)務(wù)的發(fā)展,因此FPGA的傳統(tǒng)開發(fā)模式動輒以半年或年為單位的開發(fā)周期難以滿足需求。
為此浪潮嘗試通過OpenCL高級語言開發(fā)方式,它把底層的硬件如總線、IO接口、訪存控制器等和底層軟件如驅(qū)動、函數(shù)調(diào)用等全部封裝,變成標(biāo)準(zhǔn)單元提供上層支持,用戶只需要關(guān)注算法本身,OpenCL開發(fā)的邏輯通過編譯工具直接映射到FPGA中,開發(fā)周期從至少1年縮短至4個月以內(nèi)。
顧慮四:對于O經(jīng)驗的公司,怎樣快速上線FPGA應(yīng)用?
或許你還是有些顧慮,即時開發(fā)效率大幅提升、開發(fā)周期大大縮短,但是對于技術(shù)和團隊儲備不足的中小型AI企業(yè)來說,F(xiàn)PGA仍是“高不可攀”的AI加速部件。如果,有一種方案能夠?qū)④浖⑺惴ê陀布蹇ㄕ希攒浻惨惑w化的形式,提供FaaS(FPGAasaService)服務(wù)。你還有什么顧慮么?
目前,浪潮正在針對市場上需求最迫切的幾種應(yīng)用場景進行算法的移植開發(fā),在圖像壓縮、文本數(shù)據(jù)壓縮及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速等應(yīng)用開發(fā)出業(yè)界領(lǐng)先的IP,省去客戶的算法開發(fā)周期,最小化FPGA落地門檻、最大化FPGA落地效率。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速方案:基于浪潮F10A的AI線上推理加速方案,針對CNN卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)算法進行優(yōu)化和固化,可加速ResNet等神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),能夠應(yīng)用于圖片分類、對象檢測和人臉識別等應(yīng)用場景。
實測數(shù)據(jù)顯示,在進行ResNet殘差網(wǎng)絡(luò)的圖片識別分類任務(wù)時,浪潮F10A加速方案圖片處理速度可達每秒742張,Top-5識別準(zhǔn)確率達到99.6%,相比同檔次GPU能效比提升3倍以上。而與通用CPU對比,在處理這種高并行、小計算量的任務(wù)時,F(xiàn)10A的優(yōu)勢將更明顯。
WebP圖片轉(zhuǎn)碼壓縮加速方案:針對圖片數(shù)據(jù)的壓縮應(yīng)用,嵌入基于FPGA計算環(huán)境下的WebP編解碼優(yōu)化算法,通過充分利用硬件流水設(shè)計和任務(wù)級并行,大大提升WebP圖像壓縮編碼算法的處理性能,能夠?qū)崿F(xiàn)JPEG-WebP圖片格式的快速轉(zhuǎn)換,比傳統(tǒng)實現(xiàn)方式的整體處理效率平均高9.13倍左右,最高性能可比CPU提高14倍。
數(shù)據(jù)壓縮加速方案:為解決傳統(tǒng)壓縮架構(gòu)的弊端,浪潮GZip算法加速方案充分利用板卡硬件流水設(shè)計和任務(wù)級并行,大幅提升了壓縮任務(wù)的吞吐量并有效降低CPU的負(fù)載,壓縮率(壓縮率=1-壓縮后文件/壓縮前文件)最高可達94.8%,壓縮速度達到1.2GB/s,10倍于傳統(tǒng)方案的壓縮效率。
顧慮五:我是做云的,F(xiàn)PGA咋管理?支持虛擬機么?
FaaS不僅僅是指板卡與軟件算法的一體化服務(wù),同時還可以支持公有云及在線遠程管理和更新。浪潮FPGA解決方案能夠支持動態(tài)邏輯的在線可重構(gòu)、靜態(tài)邏輯的遠程更新,并且通過優(yōu)化的監(jiān)控管理機制,提升板卡遠程監(jiān)控管理的可靠性,通過它們可以實時的監(jiān)控FPGA芯片的溫度、板卡風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、板卡內(nèi)存特性等從而調(diào)整FPGA的工作頻率。
同時浪潮FPGA也支持虛擬機的直接訪問,板卡本身也加入了很多RAS(可靠性、可用性、可擴展性)特性,如高可靠內(nèi)存訪問等,支持并行(FPP)和串行(AS)雙加載模式,任何一種模式加載出現(xiàn)故障,都可以快速切換到另一種模式加載,保證了板卡大規(guī)模服務(wù)的可用性。
有了這些特性,就可以利用浪潮FPGA方案,快速搭建FPGA云所需要的基礎(chǔ)底層計算平臺,不論是對外提供公有云服務(wù),還是對內(nèi)實現(xiàn)FPGA計算力快速分配都能夠既高效又可靠。
責(zé)任編輯:任我行
-
碳中和戰(zhàn)略|趙英民副部長致辭全文
2020-10-19碳中和,碳排放,趙英民 -
兩部門:推廣不停電作業(yè)技術(shù) 減少停電時間和停電次數(shù)
2020-09-28獲得電力,供電可靠性,供電企業(yè) -
國家發(fā)改委、國家能源局:推廣不停電作業(yè)技術(shù) 減少停電時間和停電次數(shù)
2020-09-28獲得電力,供電可靠性,供電企業(yè)
-
碳中和戰(zhàn)略|趙英民副部長致辭全文
2020-10-19碳中和,碳排放,趙英民 -
深度報告 | 基于分類監(jiān)管與當(dāng)量協(xié)同的碳市場框架設(shè)計方案
2020-07-21碳市場,碳排放,碳交易 -
碳市場讓重慶能源轉(zhuǎn)型與經(jīng)濟發(fā)展并進
2020-07-21碳市場,碳排放,重慶
-
兩部門:推廣不停電作業(yè)技術(shù) 減少停電時間和停電次數(shù)
2020-09-28獲得電力,供電可靠性,供電企業(yè) -
國家發(fā)改委、國家能源局:推廣不停電作業(yè)技術(shù) 減少停電時間和停電次數(shù)
2020-09-28獲得電力,供電可靠性,供電企業(yè) -
2020年二季度福建省統(tǒng)調(diào)燃煤電廠節(jié)能減排信息披露
2020-07-21火電環(huán)保,燃煤電廠,超低排放
-
四川“專線供電”身陷違法困境
2019-12-16專線供電 -
我國能源替代規(guī)范法律問題研究(上)
2019-10-31能源替代規(guī)范法律 -
區(qū)域鏈結(jié)構(gòu)對于數(shù)據(jù)中心有什么影響?這個影響是好是壞呢!