{"id":56073,"date":"2020-02-04T00:00:00","date_gmt":"2020-02-03T21:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/blog_prohoster\/neizbezhnost-proniknoveniya-fpga-v-data-tsentry"},"modified":"2020-02-18T14:04:16","modified_gmt":"2020-02-18T11:04:16","slug":"neizbezhnost-proniknoveniya-fpga-v-data-tsentry","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/pl\/blog\/administrirovanie\/neizbezhnost-proniknoveniya-fpga-v-data-tsentry","title":{"rendered":"Nieuchronno\u015b\u0107 wnikni\u0119cia FPGA do centr\u00f3w danych","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

\"Nieuchronno\u015b\u0107
\nNie musisz by\u0107 projektantem chip\u00f3w, aby programowa\u0107 dla FPGA, tak samo jak nie musisz by\u0107 programist\u0105 Java, aby pisa\u0107 kod w C++. Jednak w obu przypadkach prawdopodobnie nie zaszkodzi mie\u0107 pewne umiej\u0119tno\u015bci.<\/p>\n

Celem komercjalizacji obu technologii, Java i FPGA, jest obalenie ostatniego stwierdzenia. Dobre wiadomo\u015bci dla FPGA \u2013 przy odpowiednich poziomach abstrakcji i zestawach narz\u0119dzi przez ostatnie 35 lat, odk\u0105d wynaleziono programowalne urz\u0105dzenia logiczne, coraz \u0142atwiej jest tworzy\u0107 algorytmy i strumienie danych dla FPGA zamiast CPU, DSP, GPU lub jakiejkolwiek innej formy specjalnych ASIC.<\/p>\n

Niesamowita aktualno\u015b\u0107 ich stworzenia polega na tym, \u017ce w chwili, gdy CPU nie mog\u0142y by\u0107 ju\u017c jedynym modu\u0142em obliczeniowym, data-centra<\/a> aby wykonywa\u0107 wiele zada\u0144 \u2013 z r\u00f3\u017cnych powod\u00f3w \u2013 FPGA osi\u0105gn\u0119\u0142y swoj\u0105 efektywno\u015b\u0107, oferuj\u0105c wysok\u0105 wydajno\u015b\u0107, niskie op\u00f3\u017anienie, mo\u017cliwo\u015bci sieciowe i pami\u0119\u0107 \u2013 r\u00f3\u017cnorodne mo\u017cliwo\u015bci obliczeniowe nowoczesnych system\u00f3w FPGA SoC, kt\u00f3re stanowi\u0105 praktycznie pe\u0142noprawne systemy obliczeniowe. Jednak FPGA doskonale wsp\u00f3\u0142pracuj\u0105 tak\u017ce z innymi urz\u0105dzeniami w systemach hybrydowych i naszym zdaniem dopiero zaczynaj\u0105 znajdowa\u0107 swoje zas\u0142u\u017cone miejsce w hierarchii oblicze\u0144.
\n<\/a><\/noindex>
\nDlatego zorganizowali\u015bmy konferencj\u0119 The Next FPGA Platform w San Jose 22 stycznia. Oczywi\u015bcie jednym z g\u0142\u00f3wnych dostawc\u00f3w FPGA na \u015bwiecie i pionierem w tej dziedzinie jest firma Xilinx. Ivo Bolsens, starszy wiceprezydent i dyrektor techniczny Xilinx, wyst\u0105pi\u0142 na konferencji z prezentacj\u0105 i podzieli\u0142 si\u0119 z nami swoimi dzisiejszymi przemy\u015bleniami na temat tego, w jaki spos\u00f3b Xilinx pomaga w tworzeniu elastycznych system\u00f3w obliczeniowych dla centr\u00f3w danych.<\/p>\n

Architekci system\u00f3w i programi\u015bci sp\u0119dzili wystarczaj\u0105co du\u017co czasu, aby doj\u015b\u0107 do zr\u00f3\u017cnicowanego centrum danych, kt\u00f3re b\u0119dzie oferowa\u0107 r\u00f3\u017cne rodzaje mocy obliczeniowej, rozwi\u0105zuj\u0105cej problemy zwi\u0105zane z obliczeniami, przechowywaniem i organizowaniem sieci. Wydaje si\u0119 to konieczne, poniewa\u017c coraz trudniej jest nad\u0105\u017cy\u0107 za prawem Moore'a przy u\u017cyciu r\u00f3\u017cnych technologii CMOS. Nasz j\u0119zyk nadal opiera si\u0119 na CPU, a wci\u0105\u017c m\u00f3wimy o \"przyspieszaniu aplikacji\", maj\u0105c na my\u015bli popraw\u0119 dzia\u0142ania program\u00f3w w por\u00f3wnaniu do tego, co mo\u017cna osi\u0105gn\u0105\u0107 tylko przy u\u017cyciu CPU. Po pewnym czasie centra danych przekszta\u0142c\u0105 si\u0119 w zestawy mocy obliczeniowej, pami\u0119ci masowej i protoko\u0142\u00f3w \u0142\u0105cz\u0105cych wszystko w ca\u0142o\u015b\u0107, a ponownie powr\u00f3cimy do takich termin\u00f3w jak \"obliczenia\" i \"aplikacje\". Obliczenia hybrydowe stan\u0105 si\u0119 tak samo powszechne jak dzisiejsze us\u0142ugi \"chmurowe\", dzia\u0142aj\u0105ce na bazie zwyk\u0142ych lub maszyn wirtualnych<\/a>, a w pewnym momencie po prostu u\u017cyjemy s\u0142owa \u201eobliczenia\u201d, aby opisa\u0107 ich dzia\u0142anie. W pewnym momencie \u2013 i prawdopodobnie w nadej\u015bciu tej ery wezm\u0105 czynny udzia\u0142 FPGA \u2013 ponownie nazwiemy to przetwarzaniem danych.<\/p>\n

Aby wprowadzi\u0107 FPGA do centr\u00f3w danych, konieczna b\u0119dzie zmiana sposobu my\u015blenia. \"My\u015bl\u0105c o sposobach przyspieszania dzisiejszych aplikacji, musisz dotrze\u0107 do podstaw tego, jak s\u0105 one realizowane, jakie zasoby s\u0105 u\u017cywane, na co marnuje si\u0119 czas, wyja\u015bnia Bolesens. \u2013 Trzeba bada\u0107 og\u00f3lny problem, kt\u00f3ry pr\u00f3bujesz rozwi\u0105za\u0107. Wiele aplikacji dzia\u0142aj\u0105cych dzi\u015b w centrach danych skaluje si\u0119, zajmuj\u0105c du\u017c\u0105 ilo\u015b\u0107 zasob\u00f3w. We\u017amy na przyk\u0142ad uczenie maszynowe, kt\u00f3re wykorzystuje ogromn\u0105 ilo\u015b\u0107 w\u0119z\u0142\u00f3w obliczeniowych. Ale m\u00f3wi\u0105c o przyspieszaniu, musisz my\u015ble\u0107 nie tylko o przyspieszaniu oblicze\u0144, ale tak\u017ce o przyspieszaniu infrastruktury.\"<\/p>\n

Na przyk\u0142ad, w przypadku operacji zwi\u0105zanych z uczeniem maszynowym, kt\u00f3re Bolesens bada\u0142 w praktyce, oko\u0142o 50% czasu po\u015bwi\u0119ca si\u0119 na przesy\u0142anie danych tam i z powrotem mi\u0119dzy rozproszonymi mocami obliczeniowymi, a tylko pozosta\u0142a po\u0142owa czasu jest przeznaczona na same obliczenia.<\/p>\n

To w\u0142a\u015bnie tutaj, wydaje mi si\u0119, FPGA mo\u017ce pom\u00f3c, poniewa\u017c mo\u017cemy zapewni\u0107 optymalizacj\u0119 zar\u00f3wno aspekt\u00f3w obliczeniowych, jak i transferu danych w aplikacji. Mo\u017cemy to robi\u0107 na poziomie og\u00f3lnej infrastruktury oraz na poziomie chipu. To jedna z du\u017cych zalet FPGA, pozwalaj\u0105cych na tworzenie sieci komunikacyjnych dostosowanych do konkretnych potrzeb aplikacji. Obserwuj\u0105c typowe wzorce przesy\u0142ania danych w zadaniach zwi\u0105zanych z prac\u0105 sztucznej inteligencji, nie widz\u0119 potrzeby skomplikowanej architektury opartej na prze\u0142\u0105cznikach. Mo\u017cna zbudowa\u0107 sie\u0107 z du\u017cym przep\u0142ywem danych. To samo dotyczy zada\u0144 zwi\u0105zanych z uczeniem si\u0119 sieci neuronowych \u2013 mo\u017cna zbudowa\u0107 sie\u0107 kom\u00f3rkow\u0105 o rozmiarach pakiet\u00f3w dostosowuj\u0105cych si\u0119 do konkretnych zada\u0144. Korzystaj\u0105c z FPGA, mo\u017cna bardzo dok\u0142adnie skalowa\u0107 i dostosowywa\u0107 protoko\u0142y przesy\u0142ania danych oraz topologi\u0119 schematu dla konkretnej aplikacji. A w przypadku uczenia maszynowego r\u00f3wnie\u017c jest jasne, \u017ce nie potrzebujemy liczb zmiennoprzecinkowych o podw\u00f3jnej precyzji, co tak\u017ce mo\u017cemy dostosowa\u0107.<\/p>\n

R\u00f3\u017cnica mi\u0119dzy FPGA a CPU lub specjalizowan\u0105 ASIC polega na tym, \u017ce te ostatnie s\u0105 programowane w czasie produkcji, a po tym etapie nie mo\u017cna ju\u017c zmieni\u0107 typ\u00f3w danych obliczeniowych ani element\u00f3w obliczeniowych, ani natury przep\u0142ywu danych przez urz\u0105dzenie. FPGA pozwalaj\u0105 ci na zmian\u0119 zdania, je\u015bli warunki pracy si\u0119 zmieni\u0105.<\/p>\n

W przesz\u0142o\u015bci ta zaleta by\u0142a kosztowna, gdy programowanie pod FPGA by\u0142o przeznaczone nie dla os\u00f3b o s\u0142abym duchu. Nale\u017cy otworzy\u0107 kompilatory dla FPGA, aby lepiej integrowa\u0142y si\u0119 z narz\u0119dziami u\u017cywanymi przez programist\u00f3w do tworzenia aplikacji z r\u00f3wnolegle prowadzonymi obliczeniami na j\u0119zykach C, C++ lub Python, oraz zleci\u0107 cz\u0119\u015b\u0107 pracy bibliotekom przyspieszaj\u0105cym procedury na FPGA. Tym w\u0142a\u015bnie zajmuje si\u0119 stos do uczenia maszynowego Vitis, kt\u00f3ry stanowi podstaw\u0119 takich platform MO, jak Caffe i TensorFlow, i posiada biblioteki do uruchamiania zwyk\u0142ych modeli AI lub dodawania mo\u017cliwo\u015bci FPGA do takich zada\u0144, jak transkodowanie wideo, rozpoznawanie obiekt\u00f3w na wideo, analiza danych, zarz\u0105dzanie ryzykiem finansowym oraz wszelkimi zewn\u0119trznymi bibliotekami.<\/p>\n

Koncepcja ta niewiele r\u00f3\u017cni si\u0119 od projektu CUDA firmy Nvidia, uruchomionego dziesi\u0119\u0107 lat temu, kt\u00f3ry przenosi obliczenia r\u00f3wnoleg\u0142e na akceleratory GPU, ani od zestawu narz\u0119dzi ROCm firmy AMD, czy od obietnic projektu Intel, OneAPI, kt\u00f3ry ma dzia\u0142a\u0107 na r\u00f3\u017cnych CPU, GPU i FPGA.<\/p>\n

Pytanie dotyczy tylko tego, jak wszystkie te narz\u0119dzia b\u0119d\u0105 ze sob\u0105 powi\u0105zane, aby ka\u017cdy m\u00f3g\u0142 zaprogramowa\u0107 zestaw mocy obliczeniowej wed\u0142ug w\u0142asnych potrzeb. To istotne, poniewa\u017c FPGA sta\u0142y si\u0119 znacznie bardziej skomplikowane ni\u017c jakiekolwiek dost\u0119pne CPU. Wytwarzane s\u0105 z najnowocze\u015bniejszych proces\u00f3w technologicznych oraz przy u\u017cyciu najnowszych technologii pakowania chip\u00f3w. Znajd\u0105 swoj\u0105 nisz\u0119, poniewa\u017c nie mo\u017cemy ju\u017c marnowa\u0107 czasu, pieni\u0119dzy, energii i intelektu \u2013 to wszystko zbyt kosztowne zasoby.<\/p>\n

\u201eFPGA oferuje zalety technologiczne \u2013 m\u00f3wi Bolesens. \u2013 I to nie jest tylko zwyk\u0142a reklama dotycz\u0105ca elastyczno\u015bci i konfigurowalno\u015bci. We wszystkich istotnych aplikacjach \u2013 uczenie maszynowe, analiza graf\u00f3w, handel wysokiej cz\u0119stotliwo\u015bci itd. \u2013 maj\u0105 mo\u017cliwo\u015b\u0107 dostosowania nie tylko \u015bcie\u017cki przesy\u0142u danych do konkretnego zadania, ale r\u00f3wnie\u017c architektur\u0119 pami\u0119ci \u2013 spos\u00f3b, w jaki dane poruszaj\u0105 si\u0119 w ramach chipu. A co wi\u0119cej, w FPGA jest znacznie wi\u0119cej pami\u0119ci ni\u017c w innych urz\u0105dzeniach. Nale\u017cy te\u017c pami\u0119ta\u0107, \u017ce je\u015bli zadanie nie mie\u015bci si\u0119 w jednym FPGA, mo\u017cna je skalowa\u0107 na kilka chip\u00f3w, unikaj\u0105c tych problem\u00f3w, kt\u00f3re napotykasz przy skalowaniu zada\u0144 na kilka CPU lub GPU.\u201d
\n
\u0179r\u00f3d\u0142o: habr.com<\/a><\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"

\u041d\u0435 \u043d\u0443\u0436\u043d\u043e \u0431\u044b\u0442\u044c \u0440\u0430\u0437\u0440\u0430\u0431\u043e\u0442\u0447\u0438\u043a\u043e\u043c \u0447\u0438\u043f\u043e\u0432, \u0447\u0442\u043e\u0431\u044b \u043f\u0440\u043e\u0433\u0440\u0430\u043c\u043c\u0438\u0440\u043e\u0432\u0430\u0442\u044c \u0434\u043b\u044f FPGA, \u043a\u0430\u043a \u043d\u0435 \u043d\u0443\u0436\u043d\u043e \u0431\u044b\u0442\u044c \u043f\u0440\u043e\u0433\u0440\u0430\u043c\u043c\u0438\u0441\u0442\u043e\u043c \u043d\u0430 \u0421++, \u0447\u0442\u043e\u0431\u044b \u043f\u0438\u0441\u0430\u0442\u044c \u043a\u043e\u0434 \u043d\u0430 Java. \u041e\u0434\u043d\u0430\u043a\u043e \u0432 \u043e\u0431\u043e\u0438\u0445 \u0441\u043b\u0443\u0447\u0430\u044f\u0445, \u0432\u0435\u0440\u043e\u044f\u0442\u043d\u043e, \u044d\u0442\u043e \u0431\u0443\u0434\u0435\u0442 \u043d\u0435 \u043b\u0438\u0448\u043d\u0438\u043c. \u0426\u0435\u043b\u044c \u043a\u043e\u043c\u043c\u0435\u0440\u0446\u0438\u0430\u043b\u0438\u0437\u0430\u0446\u0438\u0438 \u043e\u0431\u0435\u0438\u0445 \u0442\u0435\u0445\u043d\u043e\u043b\u043e\u0433\u0438\u0439, Java \u0438 FPGA, \u0432 \u0442\u043e\u043c, \u0447\u0442\u043e\u0431\u044b \u043e\u043f\u0440\u043e\u0432\u0435\u0440\u0433\u043d\u0443\u0442\u044c \u043f\u043e\u0441\u043b\u0435\u0434\u043d\u0435\u0435 \u0437\u0430\u044f\u0432\u043b\u0435\u043d\u0438\u0435. \u0425\u043e\u0440\u043e\u0448\u0438\u0435 \u043d\u043e\u0432\u043e\u0441\u0442\u0438 \u0434\u043b\u044f FPGA \u2013 \u0441 \u0438\u0441\u043f\u043e\u043b\u044c\u0437\u043e\u0432\u0430\u043d\u0438\u0435\u043c \u043f\u043e\u0434\u0445\u043e\u0434\u044f\u0449\u0438\u0445 \u0443\u0440\u043e\u0432\u043d\u0435\u0439 \u0430\u0431\u0441\u0442\u0440\u0430\u043a\u0446\u0438\u0438 \u0438 \u043d\u0430\u0431\u043e\u0440\u0430 […]<\/p>\n","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"author":1,"featured_media":56074,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[688],"tags":[],"class_list":["post-56073","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-administrirovanie"],"aioseo_notices":[],"aioseo_head":"\n\t\t\n\t\n\t\n\t\n\t\n\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\n","aioseo_head_json":{"title":"\ud83e\udd47Nieuchronno\u015b\u0107 penetracji FPGA w centra danych | ProHoster","description":"Nie musisz by\u0107 projektantem chip\u00f3w, aby.","canonical_url":"https:\/\/prohoster.info\/pl\/blog\/administrirovanie\/neizbezhnost-proniknoveniya-fpga-v-data-tsentry","robots":"max-image-preview:large","keywords":"","webmasterTools":{"miscellaneous":""},"schema":null,"og:locale":"pl_PL","og:site_name":"ProHoster | \u041a\u0443\u043f\u0438\u0442\u044c \u043d\u0430\u0434\u0435\u0436\u043d\u044b\u0439 \u0445\u043e\u0441\u0442\u0438\u043d\u0433 \u0434\u043b\u044f \u0441\u0430\u0439\u0442\u043e\u0432 \u0441 \u0437\u0430\u0449\u0438\u0442\u043e\u0439 \u043e\u0442 DDoS, VPS VDS \u0441\u0435\u0440\u0432\u0435\u0440\u044b","og:type":"article","og:title":"\ud83e\udd47\u041d\u0435\u0438\u0437\u0431\u0435\u0436\u043d\u043e\u0441\u0442\u044c \u043f\u0440\u043e\u043d\u0438\u043a\u043d\u043e\u0432\u0435\u043d\u0438\u044f FPGA \u0432 \u0434\u0430\u0442\u0430-\u0446\u0435\u043d\u0442\u0440\u044b | ProHoster","og:description":"\u041d\u0435 \u043d\u0443\u0436\u043d\u043e \u0431\u044b\u0442\u044c \u0440\u0430\u0437\u0440\u0430\u0431\u043e\u0442\u0447\u0438\u043a\u043e\u043c \u0447\u0438\u043f\u043e\u0432, \u0447\u0442\u043e\u0431\u044b.","og:url":"https:\/\/prohoster.info\/pl\/blog\/administrirovanie\/neizbezhnost-proniknoveniya-fpga-v-data-tsentry","og:image":"https:\/\/prohoster.info\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/logo-350.jpg","og:image:secure_url":"https:\/\/prohoster.info\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/logo-350.jpg","og:image:width":350,"og:image:height":350,"article:published_time":"2020-02-03T21:00:00+00:00","article:modified_time":"2020-02-18T11:04:16+00:00","article:publisher":"https:\/\/www.facebook.com\/prohoster","article:author":"https:\/\/www.facebook.com\/prohoster"},"aioseo_meta_data":{"post_id":"56073","title":null,"description":null,"keywords":null,"keyphrases":null,"primary_term":null,"canonical_url":null,"og_title":null,"og_description":null,"og_object_type":"default","og_image_type":"default","og_image_url":null,"og_image_width":null,"og_image_height":null,"og_image_custom_url":null,"og_image_custom_fields":null,"og_video":null,"og_custom_url":null,"og_article_section":null,"og_article_tags":null,"twitter_use_og":false,"twitter_card":"default","twitter_image_type":"default","twitter_image_url":null,"twitter_image_custom_url":null,"twitter_image_custom_fields":null,"twitter_title":null,"twitter_description":null,"schema":{"blockGraphs":[],"customGraphs":[],"default":{"data":{"Article":[],"Course":[],"Dataset":[],"FAQPage":[],"Movie":[],"Person":[],"Product":[],"ProductReview":[],"Car":[],"Recipe":[],"Service":[],"SoftwareApplication":[],"WebPage":[]},"graphName":"","isEnabled":true},"graphs":[]},"schema_type":null,"schema_type_options":null,"pillar_content":false,"robots_default":true,"robots_noindex":false,"robots_noarchive":false,"robots_nosnippet":false,"robots_nofollow":false,"robots_noimageindex":false,"robots_noodp":false,"robots_notranslate":false,"robots_max_snippet":null,"robots_max_videopreview":null,"robots_max_imagepreview":"large","priority":null,"frequency":null,"local_seo":null,"seo_analyzer_scan_date":null,"breadcrumb_settings":null,"limit_modified_date":false,"reviewed_by":null,"ai":null,"created":"2021-02-28 19:31:43","updated":"2026-02-09 17:11:04","focus_keyword":null,"additional_keywords":null,"truseo_locale":null},"gt_translate_keys":[{"key":"link","format":"url"}],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/prohoster.info\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/56073","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/prohoster.info\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/prohoster.info\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/prohoster.info\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/prohoster.info\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=56073"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/prohoster.info\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/56073\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":164535,"href":"https:\/\/prohoster.info\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/56073\/revisions\/164535"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/prohoster.info\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/media\/56074"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/prohoster.info\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=56073"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/prohoster.info\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=56073"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/prohoster.info\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=56073"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}