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軟件定義+硬件加速,賽靈思詮釋可組合式的數據中心

E4Life ? 來源:電子發燒友原創 ? 作者:Leland ? 2021-03-19 16:15 ? 次閱讀
“數據中心并不存在模板,因為其工作負載是持續動態變化的,并不存在單一應用主導數據中心,因此現在數據中心在需求和應用上面臨著持續的變化,在保持可擴展性的同時還必須保證敏捷性,可以不間斷運行變化的應用,而無需硬件的升級和擴展。”在賽靈思數據中心的春季媒體溝通會上,數據中心市場總監Ed Wright說道。

Ed Wright
賽靈思數據中心事業部市場營銷總監
本次溝通會上,賽靈思的主題是可組合性,著重介紹了可組合式的智能NIC、smart world AI視頻分析平臺以及加速交易算法

可組合式的智能NIC
針對以上的需求,賽靈思推出了新型數據中心解決方案,業界首款硬件可組合式的智能NIC——Alveo SN1000。在10G以下的級別中,市面上多用標準的NIC,因為服務器、網絡到存儲都不需要精心加速,但是在10G到25G級別上,CPU的內核會開始出現一些卡頓,這才出現了卸載NIC減輕CPU負擔。但這類卸載NIC往往為ASIC,不能重新編程,而且對網絡數據的卸載也只能滿足10到25G這個級別,到了50G乃至100G這樣的端口速率下,CPU內核資源會被網絡數據包的處理大幅占用,這才是可編程智能NIC的設計目的。

賽靈思在超大規模數據中心客戶中發現,CPU和ASIC很難滿足他們差異化的需求,CPU和SoC的實現方案則無法滿足硬件加速的性能要求。SN1000是一個2x 100GB的智能NIC,基于UltraScale+ FPGA架構,另有多核ARM子系統和Vitis Networking功能。有了賽靈思FPGA的靈活應變能力,用戶可以通關軟件自定義硬件加速,而ARM和Vitis Networking則提供了控制面與數據面的分離和自定義編程。SN1000智能NIC支持開箱即用、即插即用,因為賽靈思已經預想對OVS、網絡虛擬化安全和存儲等應用進行了加速。

賽靈思數據中心事業部網絡與存儲產品管理總監Kartik Srinivasan提到,目前的行業預測下,預計2024年這種可編程式的智能NIC將占到整個市場的70%。目前的SN1000已經達到100G的速率,賽靈思也在積極研究下一代的協議和速率。除了數據中心之外,這些需求也會慢慢下沉到云服務供應商、電信運營商和企業等。

Kartik Srinivasan
賽靈思數據中心事業部網絡與存儲產品管理總監
用戶既可以采用RTL或是高級綜合等傳統的FPGA編程方法來對數據面處理,也可以借助第三方來實現,比如在賽靈思的應用商店中購買其他IP的硬件加速功能。賽靈思應用商店是賽靈思搭建的一套客戶方案推廣平臺,合作伙伴可以用這種全新的方式推給相關的客戶。該商店支持本地和云端部署,而且可供用戶進行評估,由此選擇按需付費或永久許可等靈活的部署選項。

賽靈思智能世界
近些年來,基于AI的視頻分析應用開始普及,尤其是在口罩識別、遠程會診等安全健康領域上。但這些應用日益增加復雜程度為其創造了挑戰,比如保證確定性的低時延,以及硬件擴充造成的空間和硬件成本。賽靈思為企業和開發者提供了一套名為“賽靈思智能世界”的AI分析平臺,既能滿足高復雜度/模型數等性能挑戰,又可以做到100毫秒以下的低時延。
以視頻分析常見的應用場景智能零售為例,零售業由于欺詐每年損失近一千億美元以上,因此多路攝像頭對成本和時延都提出了挑戰。而在同條件的測試場景中,賽靈思智能世界的總擁有成本(TCO)與英偉達的競品T4 GPU相比降低了近30%,比如當處理32個攝像頭的數據時,只需要兩套賽靈思Alveo卡,但英偉達的T4 GPU則需要用4張。與此同時,端到端的時延與該競品相比也提速了70%以上。
賽靈思的VMSS平臺是一個高度可擴展的視頻處理平臺,哪怕需要增加信道而擴充一張卡的情況下,也不會影響整體的時延。而且該平臺的設計非常靈活,在沒有視頻推斷任務的情況下,可以用作訓練、視頻處理和數據庫處理等。
賽靈思數據中心部亞太區數據中心的戰略營銷經理Guruprasad M. Parthasarathy給到了幾個采用智能世界解決方案的客戶案例。比如在智能樓宇的應用上,騰訊的WeLink是一套采用Aupera創新方案的物聯網操作系統,而Aupera正是賽靈思智能世界方案的合作伙伴之一。在采用Aupera的邊緣AI計算方案后,該系統節省了90%以上的帶寬成本,擺脫了全部交由云服務器處理的高成本和高時延。

Guruprasad M. Parthasarathy
賽靈思數據中心部亞太區數據中心戰略營銷經理

Guruprasad也提到VMSS集成了很多Alveo硬件方案,比如視頻編碼上用的Alveo U30,視頻推斷采用的是Alveo U50等等。

賽靈思加速算法交易

Ed Wright指出當今的算法交易主要分為硬件和軟件兩大交易路徑,而且兩者在性能和能力上都有著較大差異。硬件較算法需要尋求專業硬件開發商在IT系統上設計架構,然后再提供解決方案,不僅成本頗高,交期也非常長,帶來了極大的商業風險。尤其是對于高頻交易市場來說,突破微秒級時延壁壘的定制硬件是一條昂貴和耗時的開發路線。
而賽靈思加速算法交易給到了一套可組合的開源交易系統,交易者不僅可以享受毫秒級時延的即時交易。在賽靈思的Vitis軟件平臺上,開發者可以通過模塊化的方式來構建并且部署在基于FPGA的Alveo卡上。Vitis不僅支持各種庫的組合,還支持C和C++語言編程,方便將內部應用與第三方應用進行集成。

賽靈思的加速算法交易填補了算法交易中CPU或定制硬件開發中的市場空白,在時延和開發周期上做到了兩全其美。而且有了現成的Alveo卡,開發者可以免去硬件定制這一流程。只要借助賽靈思的Alveo U50和Alveo U250,就可快捷部署賽靈思的加速交易算法,而且無需許可費用。
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