Ba kwa buƙatar zama mai tsara guntu don tsara shirye-shiryen FPGAs, kamar yadda ba kwa buƙatar zama mai shirye-shiryen C++ don rubuta lamba a Java. Duk da haka, a cikin lokuta biyu yana iya zama da amfani.
Manufar siyar da fasahar Java da FPGA ita ce ta karyata da'awar ta ƙarshe. Labari mai dadi ga FPGAs - ta yin amfani da madaidaitan yadudduka da kayan aiki, a cikin shekaru 35 da suka gabata tun lokacin da aka ƙirƙira na'urar dabaru na shirye-shirye, ƙirƙirar algorithms da kwararar bayanai don FPGA maimakon CPUs, DSPs, GPUs ko kowane nau'i na ASICs na al'ada sun zama. ƙara na kowa. sauki.
Mahimmancin lokacin ƙirƙirar su yana bayyana a cikin gaskiyar cewa lokacin da CPUs ba za su iya zama kawai tsarin kwamfuta na cibiyoyin bayanai don yin ayyuka da yawa - saboda dalilai daban-daban - FPGAs sun sami tasirin su, suna ba da saurin gudu, ƙarancin latency, damar sadarwar. da ƙwaƙwalwar ajiya - ikon sarrafa kwamfuta iri-iri na FPGA SoCs na zamani, waɗanda kusan cikakkun tsarin kwamfuta ne. Koyaya, FPGAs kuma an sami nasarar haɗa su tare da wasu na'urori a cikin tsarin haɗaka, kuma, a ra'ayinmu, yanzu sun fara nemo wurin da ya dace a cikin tsarin sarrafa kwamfuta.
Shi ya sa muka shirya taron FPGA Platform na gaba a San Jose a ranar 22 ga Janairu. A zahiri, ɗayan manyan masu samar da FPGA a duniya kuma majagaba a wannan yanki shine Xilinx. Ivo Bolsens, babban mataimakin shugaban kasa kuma babban jami'in fasaha a Xilinx, yayi magana a wurin taron kuma ya ba mu tunaninsa a yau kan yadda Xilinx ke taimakawa wajen ƙirƙirar tsarin ƙididdiga masu canzawa don cibiyoyin bayanai.
Ya ɗauki lokaci mai yawa masu tsara tsarin gine-gine da masu tsara shirye-shirye don fito da wata cibiyar bayanai daban-daban, wacce za ta ƙunshi nau'ikan ƙarfin kwamfuta daban-daban waɗanda ke magance matsalolin kwamfuta, adanawa da kuma hanyar sadarwa. Wannan da alama ya zama dole saboda gaskiyar cewa yana ƙara wahala a bi Dokar Moore ta amfani da na'urorin CMOS daban-daban. A halin yanzu, harshen mu har yanzu yana kan CPU-centric, kuma har yanzu muna magana game da "hanzarin aikace-aikacen," ma'ana sanya shirye-shirye suyi aiki fiye da abin da za a iya yi akan CPUs kadai. Bayan lokaci, cibiyoyin bayanai za su zama tarin ikon kwamfuta, adana bayanai, da ka'idoji waɗanda ke haɗa komai tare, kuma za mu koma ga sharuɗɗan kamar "kwamfuta" da "aikace-aikace." Ƙididdigar ƙididdiga za ta zama al'ada kamar yadda ayyukan girgije na yau ke gudana akan tebur ko injunan kama-da-wane, kuma a wani lokaci za mu yi amfani da kalmar "kwamfuta" kawai don bayyana yadda suke aiki. A wani lokaci-kuma yana yiwuwa FPGAs zasu taimaka a cikin wannan zamanin -zamu sake kiransa sarrafa bayanai.
Ɗauki FPGAs a cikin cibiyoyin bayanai zai buƙaci canji a tunani. "Lokacin da tunanin hanyoyin da za a hanzarta aikace-aikacen yau, dole ne ku sauka zuwa tushen yadda suke gudana, menene albarkatun da ake amfani da su, inda ake kashe lokaci," Bolsens ya bayyana. – Kuna buƙatar yin nazarin babbar matsalar da kuke ƙoƙarin warwarewa. Yawancin aikace-aikacen da ke gudana a cikin cibiyoyin bayanai a yau suna yin ƙima don cinye albarkatu masu yawa. Ɗauki koyon inji, alal misali, wanda ke amfani da adadi mai yawa na nodes ɗin kwamfuta. Amma idan muka yi magana game da hanzari, ya kamata mu yi tunani ba kawai game da hanzarin kwamfuta ba, har ma game da hanzarta samar da ababen more rayuwa. "
Misali, a cikin irin aikin koyon injin da Bolsens ya yi nazari a aikace, kusan kashi 50% na lokacin da ake kashewa ana amfani da shi wajen isar da bayanai gaba da gaba tsakanin tarwatsa wutar lantarki, sauran rabin lokaci ne kawai ake kashewa kan lissafin kansu.
"A nan ne nake tsammanin FPGA na iya taimakawa, saboda za mu iya tabbatar da cewa an inganta bangarorin lissafi da sadarwa na aikace-aikacen. Kuma za mu iya yin wannan a matakin kayan aikin gabaɗaya, kuma a matakin guntu. Wannan yana ɗaya daga cikin manyan fa'idodin FPGAs, yana ba ku damar ƙirƙirar hanyoyin sadarwa don takamaiman buƙatun aikace-aikacen. Dangane da dabi'un motsin bayanai na yau da kullun a cikin ayyukan AI, ban ga buƙatar haɗaɗɗen gine-gine na tushen sauyawa ba. Kuna iya gina hanyar sadarwa tare da babban kwararar bayanai. Hakanan ya shafi ayyukan horarwar cibiyar sadarwa na jijiyoyi - zaku iya gina hanyar sadarwar raga tare da girman fakiti waɗanda suka dace da takamaiman aiki. Yin amfani da FPGA, ƙa'idodin canja wurin bayanai da topologies na da'ira za a iya daidaita su sosai kuma an keɓance su da takamaiman aikace-aikace. Kuma game da koyon injin, kuma a bayyane yake cewa ba ma buƙatar lambobi masu iya iyo sau biyu, kuma za mu iya daidaita hakan ma. "
Bambance-bambancen da ke tsakanin FPGA da CPU ko ASIC na al'ada shi ne, ana tsara na ƙarshe a masana'anta, kuma bayan haka ba za ku iya canza ra'ayin ku game da nau'ikan bayanan da ake ƙididdige su ko abubuwan da ake ƙididdige su ba, ko kuma game da yanayin bayanan. gudana ta na'urar. FPGAs suna ba ku damar canza tunanin ku idan yanayin aiki ya canza.
A baya, wannan fa'idar ta zo da tsada, lokacin da shirye-shiryen FPGA ba don rashin ƙarfi ba ne. Bukatar ita ce buɗe FPGA masu tarawa don haɗawa da kyau tare da kayan aikin da masu shirye-shiryen ke amfani da su don rubuta aikace-aikacen CPU-parallel a C, C++, ko Python, da kuma fitar da wasu ayyukan zuwa ɗakunan karatu waɗanda ke hanzarta aiwatar da FPGAs. Wannan shine abin da mashin koyo na Vitis yake yi, yana ƙarfafa dandamali na ML kamar Caffe da TensorFlow, tare da ɗakunan karatu don gudanar da samfuran AI na al'ada ko ƙara damar FPGA zuwa ayyuka kamar sauya bidiyo, tantance abun bidiyo, da nazarin bayanai. , Gudanar da haɗarin kuɗi da kowane na uku - dakunan karatu na jam'iyya.
Wannan ra'ayi bai bambanta da aikin CUDA na Nvidia, wanda aka ƙaddamar shekaru goma da suka gabata, wanda ke ɗaukar lissafin layi ɗaya zuwa masu haɓaka GPU, ko daga kayan aikin ROCm na AMD, ko daga alƙawarin aikin OneAPI na Intel, wanda yakamata ya gudana akan CPUs daban-daban, GPUs da FPGA.
Tambaya ɗaya ita ce ta yaya za a haɗa duk waɗannan kayan aikin tare ta yadda kowane mutum zai iya tsara tsarin ikon sarrafa kwamfuta bisa ga ra'ayinsa. Wannan yana da mahimmanci saboda FPGAs sun zama mafi rikitarwa, sun fi rikitarwa fiye da kowane ɗayan CPUs. Ana kera su ne ta amfani da ingantattun hanyoyin masana'antu da kuma fasahar tattara guntu na zamani. Kuma za su sami alkiblarsu, tunda ba za mu iya ƙara ɓata lokaci, kuɗi, kuzari da hankali ba - duk waɗannan albarkatu masu tsada ne.
"FPGAs suna ba da fa'idodin fasaha," in ji Bolsens. - Kuma wannan ba kawai tallan da aka saba ba ne game da daidaitawa da sake daidaitawa ba. A cikin duk mahimman aikace-aikace - koyon inji, nazarin jadawali, ciniki mai sauri, da dai sauransu. - suna da ikon daidaitawa zuwa takamaiman aiki ba kawai hanyar rarraba bayanai ba, har ma da tsarin ƙwaƙwalwar ajiya - yadda bayanai ke motsawa cikin guntu. FPGAs kuma suna da ƙarin ƙwaƙwalwar ajiya da aka gina a cikinsu fiye da sauran na'urori. Hakanan ya kamata a la'akari da cewa idan ɗawainiya bai dace da FPGA ɗaya ba, zaku iya sike shi a cikin kwakwalwan kwamfuta da yawa ba tare da cin karo da lahani da ke jiran ku lokacin haɓaka ayyuka a cikin CPUs ko GPUs da yawa ba. "
source: www.habr.com