Intel的FPGA加速卡 宣稱數(shù)據(jù)是未來(lái)的石油

數(shù)據(jù)中心的新時(shí)代

正如當(dāng)初2015年Intel以167億美元收購(gòu)Altera時(shí)所承諾的，會(huì)給數(shù)據(jù)中心帶來(lái)突破，2018年4月12日，新的Intel可編程邏輯部門交出了一份引人注目的答卷，而且是以一種100%的Intel style——攜手OEM合作伙伴。戴爾和富士通宣布在其服務(wù)器中采用Intel的基于Arria 10 GX FPGA的可編程加速卡（PAC）。

Intel可編程解決方案事業(yè)部亞太區(qū)市場(chǎng)拓展經(jīng)理劉斌

“我們希望后續(xù)還會(huì)有其他主流的OEM廠商向大家做這樣的公布，請(qǐng)拭目以待，應(yīng)該會(huì)非常快”， Intel可編程解決方案事業(yè)部亞太區(qū)市場(chǎng)拓展經(jīng)理劉斌說(shuō)。顯然OEM伙伴的紛紛支持，是FPGA在數(shù)據(jù)中心的加速成為主流應(yīng)用的重要條件。

事實(shí)上，這種變化正是人們預(yù)料中的。數(shù)據(jù)大爆發(fā)的時(shí)代導(dǎo)致計(jì)算力的瓶頸，使得異構(gòu)計(jì)算成為必然，雖然GPU和FPGA被認(rèn)為在不同的應(yīng)用場(chǎng)景下各有千秋，但GPU的缺點(diǎn)在于延遲大、能耗比低、成本較高，低延遲性是FPGA天然的優(yōu)勢(shì)，加之運(yùn)營(yíng)成本較低，所以CPU+FPGA的組合一直被人們期待在數(shù)據(jù)中心的舞臺(tái)上一展身手。當(dāng)初微軟在其數(shù)據(jù)中心大規(guī)模使用FPGA支持Bing時(shí)曾引發(fā)熱議，而現(xiàn)在人們已經(jīng)認(rèn)可FPGA將在數(shù)據(jù)中心扮演重要角色。

其實(shí)在Intel之前，已有用戶自己用FPGA構(gòu)建硬件系統(tǒng)來(lái)做加速，一些第三方也在開發(fā)FPGA加速卡，但是當(dāng)Intel自己親自做的時(shí)候是在向市場(chǎng)釋放一種信號(hào)：這是一個(gè)重要方向，同時(shí)也是在給用戶信心，當(dāng)你真的要進(jìn)行部署的時(shí)候市場(chǎng)上有高質(zhì)量、大規(guī)模供貨、有售后保障、擁有整個(gè)產(chǎn)品生命周期管理的產(chǎn)品可供選擇。

對(duì)手

好的機(jī)會(huì)大家都能看到。從2000年互聯(lián)網(wǎng)泡沫時(shí)至今，F(xiàn)PGA的市場(chǎng)總量始終維持在50億美元左右，雖然被更多地采用。但架不住價(jià)格直線下滑，即使直到今天FPGA在人們心目中還是“昂貴”的印象。雖說(shuō)通訊現(xiàn)在依然是FPGA最大的市場(chǎng)，但人們期待著一個(gè)變化的發(fā)生，一個(gè)比通訊更大的市場(chǎng)——數(shù)據(jù)中心。

就在一個(gè)月之前，Xilinx的新CEO Victor Peng宣布將下重注在新的架構(gòu)——ACAP（Adaptive Compute Acceleration Platform，自適應(yīng)計(jì)算加速）平臺(tái)，并直呼“Data Center First（數(shù)據(jù)中心最重要）”。據(jù)其新聞稿，ACAP 是一個(gè)高度集成的多核異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)，其核心是新一代的 FPGA 架構(gòu)，結(jié)合了分布式存儲(chǔ)器與硬件可編程的 DSP 模塊、一個(gè)多核 SoC 以及一個(gè)或多個(gè)軟件可編程且同時(shí)又具備硬件自適應(yīng)性的計(jì)算引擎。新聞稿上充滿了“顛覆”、“革命性”這樣的詞匯，其“Everest（珠穆朗瑪峰）”的代號(hào)也充分表明了Xilinx在這個(gè)7nm芯片上寄予的雄心與夢(mèng)想。

但ACAP最終是否真能如Xilinx所宣傳的那樣，還需等到芯片出來(lái)后方見(jiàn)分曉。首款“Everest”產(chǎn)品將于 2018 年實(shí)現(xiàn)流片，2019 年交付給客戶。大家都明白，marketing是marketing的語(yǔ)言，technical是technical的語(yǔ)言。歷史上的Xilinx和Altera就曾樂(lè)此不疲地在新聞稿上通過(guò)巧妙用詞來(lái)“領(lǐng)先”對(duì)方。

Intel是認(rèn)真的

面對(duì)對(duì)手的咄咄逼人，Intel會(huì)如何處置？“這還是一片很藍(lán)的海”，劉斌的一句話輕松地提高了境界，“大家還在想辦法解決用戶的問(wèn)題，現(xiàn)在要幫助用戶盡可能快地加速各種新業(yè)務(wù)的發(fā)展。所以在這里面，我們覺(jué)得每一家都應(yīng)該發(fā)揮自己最強(qiáng)的實(shí)力，我們把自己的事情做好，當(dāng)然Intel真正的實(shí)力在于有這么長(zhǎng)期的在計(jì)算領(lǐng)域里面的積累?！?/p>

眾所周知Intel的過(guò)人之處在于構(gòu)建出了強(qiáng)大到不可超越的生態(tài)系統(tǒng)，而這正是FPGA的軟肋，其開發(fā)周期和門檻一直為人所詬病。目前全中國(guó)可以用FPGA進(jìn)行開發(fā)的工程師不過(guò)區(qū)區(qū)3萬(wàn)人，而且還集中在通訊領(lǐng)域那幾家大公司。改變這一切需要生態(tài)系統(tǒng)，原來(lái)無(wú)論Altera還是Xilinx都看到了這一點(diǎn)，但卻無(wú)力去做。如今的Intel試圖改變。

加速堆棧已可以在Intel官網(wǎng)下載

2017年，Intel推出了面向Intel至強(qiáng)CPU和FPGA的加速堆棧，將一些通用功能集成在里面，該軟件站的API接口部分是開源的，既支持FPGA傳統(tǒng)的RTL語(yǔ)言，也支持OpenCL高階語(yǔ)言，同時(shí)還在考慮C++。。加速堆?？梢允褂脩艄?jié)省開發(fā)成本和時(shí)間，將精力放在更具商業(yè)價(jià)值的應(yīng)用開發(fā)上，同時(shí)也能讓整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中的合作伙伴可以較好地在不同平臺(tái)上進(jìn)行移植，之前FPGA領(lǐng)域沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的加速卡或軟件應(yīng)用訪問(wèn)接口，導(dǎo)致各公司開發(fā)的東西相互之間不互通。Intel這么做即是希望有更多的人可以參與到加速堆棧的發(fā)展過(guò)程中，慢慢建立起面向FPGA加速的開發(fā)者社區(qū)，從而逐步拓展生態(tài)環(huán)境。

在發(fā)布產(chǎn)品之外Intel還做了一件非常重要的事，就是邀請(qǐng)各種不同類型的合作伙伴，其中既有FPGA加速器的硬件開發(fā)伙伴，也包括系統(tǒng)集成商和軟件應(yīng)用集成商，大家一起形成合力去支持不同垂直領(lǐng)域的加速方案的建設(shè)。劉斌展示了兩個(gè)使用Intel FPGA可編程加速卡的應(yīng)用案例。

一家名為L(zhǎng)evyx的公司為金融機(jī)構(gòu)打造的財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)分析系統(tǒng)，基于自身的測(cè)試得到的結(jié)果是，在一個(gè)具體的執(zhí)行算法加速的位置上得到了850%的加速，而把整個(gè)流程執(zhí)行完、算完損益值之后的端到端的加速大于2倍。在這個(gè)垂直市場(chǎng)的模型之外，還有一個(gè)應(yīng)用面更廣泛的的數(shù)據(jù)庫(kù)案例，該領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)在于：不同類型的數(shù)據(jù)庫(kù)并存、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式多樣，而這樣的高復(fù)雜度造成查詢極其耗時(shí)與用戶實(shí)時(shí)性要求高的矛盾。FPGA可以在查詢指令進(jìn)行轉(zhuǎn)化、數(shù)據(jù)分析這兩個(gè)點(diǎn)上進(jìn)行加速。Swarm64公司提供的解決方案在數(shù)據(jù)分析這個(gè)點(diǎn)可達(dá)到平均20倍以上的加速能力，從端到端的角度來(lái)看，在數(shù)據(jù)倉(cāng)儲(chǔ)和壓縮上面分別提供2倍和3倍以上的加速。

劉斌著意強(qiáng)調(diào)這兩個(gè)例子并不代表全部，Intel在全球已經(jīng)邀請(qǐng)了幾十家類似的合作伙伴一起來(lái)幫助Intel開發(fā)不同領(lǐng)域的完整的FPGA加速解決方案，主要集中在數(shù)據(jù)分析、人工智能、視頻轉(zhuǎn)碼、網(wǎng)絡(luò)安全、金融加速以及基因研究這六大領(lǐng)域，未來(lái)Intel將逐步在用戶端向大家進(jìn)行展示。

紅海or 藍(lán)海？

之所以對(duì)生態(tài)系統(tǒng)大力發(fā)展，Intel無(wú)疑非常清楚，在數(shù)據(jù)中心加速應(yīng)用上的各種計(jì)算模式的競(jìng)逐中，性能的比拼只占一部分，關(guān)鍵還是在于對(duì)行業(yè)方向的理解和對(duì)客戶業(yè)務(wù)需求的把握。GPU之前用幾年時(shí)間做起了一個(gè)已被接受的生態(tài)系統(tǒng)，F(xiàn)PGA要想在數(shù)據(jù)中心站穩(wěn)腳跟，必須加速這個(gè)進(jìn)程。眾多的OEM設(shè)備商、應(yīng)用軟件開發(fā)商、系統(tǒng)集成商們都將被一起裹挾進(jìn)來(lái)。這場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的商業(yè)語(yǔ)言將不是這塊FPGA加速卡上有幾個(gè)接口、多少邏輯單元、價(jià)格幾何，而是客戶的商業(yè)模式是什么、需要幫客戶解決什么樣的問(wèn)題、需要用什么樣的解決方案。

Intel邀請(qǐng)合作伙伴在六大領(lǐng)域開發(fā)解決方案

無(wú)論對(duì)于Intel還是Xilinx，考驗(yàn)的同樣都是構(gòu)造生態(tài)系統(tǒng)的能力。做生態(tài)原本是Intel傳統(tǒng)的強(qiáng)項(xiàng)，此次的發(fā)布就再現(xiàn)了那種每當(dāng)英特爾發(fā)布新的處理器時(shí)，總會(huì)拉著一群小伙伴們站臺(tái)的模式。而另一個(gè)不可忽視的則是Intel X86服務(wù)器目前在數(shù)據(jù)中心的占有率，雖然各家數(shù)據(jù)不一，但96%這個(gè)數(shù)字是大家基本上認(rèn)可的。換句話說(shuō)，數(shù)據(jù)中心更像Intel自家的后院，延續(xù)這樣的優(yōu)勢(shì)似乎順理成章，絕對(duì)不應(yīng)允許別人染指。

Intel和Xilinx究竟誰(shuí)會(huì)在數(shù)據(jù)中心這條路上跑得更遠(yuǎn)？看上去這場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)似乎并不對(duì)等，Intel和Xilinx和對(duì)決，絕不同于Altera和Xilinx的對(duì)決，所謂細(xì)思極恐。劉斌就告訴EEWorld記者，在Altera時(shí)代，得到戴爾、富士通這樣的頂級(jí)服務(wù)器供應(yīng)商的鼎力支持是不敢想的。因?yàn)閷?duì)于他們而言，接受一個(gè)FPGA廠商把產(chǎn)品布署在自己的服務(wù)器里并不是那么容易，而且驗(yàn)證也需要大筆資金。看上去似乎天平倒向Intel一連，但歷史上Intel并非沒(méi)有敗績(jī)，敵人永遠(yuǎn)是Intel自己。我們看到Intel還收購(gòu)了Nervana，一家做GPU的公司，Intel是否還在三心二意？加之Intel之前的收購(gòu)史并不怎么樣，所以其實(shí)最終還是要看Intel自己做這件事的決心。此外還存在的一個(gè)變數(shù)是，如果Xilinx如之前傳聞的那樣也被收購(gòu)，玩法又變了。

今年恰逢英特爾成立50周年，從1968年到2018年，這位50歲的芯片巨人還是在興致勃勃地尋求各種機(jī)會(huì)。他宣稱數(shù)據(jù)是未來(lái)的石油，數(shù)據(jù)的價(jià)值和怎樣挖掘它的潛力才是未來(lái)推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、實(shí)體經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要原動(dòng)力。作為一家一直處理數(shù)據(jù)的公司，Intel幾十年來(lái)每天都在關(guān)注數(shù)據(jù)，Intel給客戶提供數(shù)據(jù)的價(jià)值不只是獲得或存儲(chǔ)，重要的是如何將其變成用戶可以進(jìn)行下一步?jīng)Q策的信息。我們相信數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)在Intel具有戰(zhàn)略地位。

一切才剛剛開始，大戲剛剛拉開序幕。