Nuk është e nevojshme të jesh zhvillues çipesh për të programuar për FPGA, ashtu siç nuk është e nevojshme të jesh programues në C++ për të shkruar kod në Java. Megjithatë, në të dy rastet, probabilisht do të ishte e dobishme.
Qëllimi i komercializimit të të dy teknologjive, Java dhe FPGA, është për të vërtetuar deklaratën e fundit. Lajmi i mirë për FPGA është se me përdorimin e niveleve të duhura të abstraksionit dhe të një grupi mjetesh, gjatë 35 viteve të fundit, që nga shpikja e pajisjes logjike të programueshme, krijimi i algoritmeve dhe rrjedhave të dhënash për FPGA në vend të CPU, DSP, GPU ose ndonjë forme tjetër të ASIC-ve të specializuara, po bëhet gjithnjë e më i lehtë.
TĂ« mahnitshme Ă«shtĂ« koha e duhur e krijimit tĂ« tyre, duke u paraqitur pikĂ«risht kur CPU-tĂ« nuk mund tĂ« mbesin mĂ« njĂ« moduli i vetĂ«m pĂ«r tĂ« pĂ«rfunduar shumĂ« detyra â pĂ«r njĂ« varg arsye. tĂ« data-qendrave PĂ«r kryerjen e shumĂ« detyrave â pĂ«r tĂ« gjithĂ« llojet e arsyeve â FPGA arritĂ«n efikasitetin e tyre, duke ofruar performancĂ«, vonesĂ« tĂ« ulĂ«t, mundĂ«si rrjeti dhe memorie â mundĂ«si tĂ« ndryshme tĂ« pĂ«rpunimit nga FPGA SoC moderne, qĂ« pĂ«rfaqĂ«sojnĂ« nĂ« thelb sisteme tĂ« plota tĂ« pĂ«rpunimit. MegjithatĂ«, FPGA kombinohen mirĂ« edhe me pajisje tĂ« tjera nĂ« sisteme hibride, dhe sipas mendimit tonĂ«, ato sapo kanĂ« filluar tĂ« gjejnĂ« vendin e tyre tĂ« merituar nĂ« hierarkinĂ« e pĂ«rpunimeve.
Prandaj, ne organizuam konferencën The Next FPGA Platform në San Jose më 22 janar. Sigurisht, një nga ofruesit kryesorë të FPGA në botë dhe pionier në këtë fushë është kompanija Xilinx. Ivo Bolsens, nënkryetar i lartë dhe drejtori teknik i Xilinx, mbajti një prezantim në konferencë dhe na foli për mendimet e tij të sotme në lidhje me mënyrën se si Xilinx ndihmon në krijimin e sistemeve të përpunimit të ndryshueshme për qendrat e të dhënave.
ArkitektĂ«t sistemikĂ« dhe programuesit kanĂ« nevojĂ« pĂ«r kohĂ« pĂ«r tĂ« arritur njĂ« qendĂ«r tĂ« dhĂ«nash tĂ« larmishme, ku do tĂ« paraqiten kapacitetet kompjuterike tĂ« ndryshme, duke zgjidhur detyra pĂ«r pĂ«rpunim, ruajtje dhe organizimin e rrjetit. Kjo duket e nevojshme, duke pasur parasysh se ndjekja e ligjit tĂ« Murit me pĂ«rdorimin e ndryshimeve CMOS po bĂ«het gjithnjĂ« e mĂ« e vĂ«shtirĂ«. NdĂ«rsa gjuha jonĂ« Ă«shtĂ« akoma e lidhur me CPU, dhe ende flasim pĂ«r 'accelerimin e aplikacioneve', duke pĂ«rfshirĂ« pĂ«rmirĂ«simin e performancĂ«s sĂ« programeve krahasuar me atĂ« qĂ« mund tĂ« arrihet me CPU tĂ« vetme. Pas njĂ«farĂ« kohe, qendrat e tĂ« dhĂ«nave do tĂ« shndĂ«rrohen nĂ« grupe kapacitetesh pĂ«rpunimi, ruajtjesh tĂ« tĂ« dhĂ«nave dhe protokollesh qĂ« lidhin gjithçka sĂ« bashku, dhe ne do tĂ« kthehemi te terma si âpĂ«rpunimâ dhe âaplikacioneâ. PĂ«rpunimi hibrid do tĂ« bĂ«het po aq normal sa shĂ«rbimet ânĂ« reâ tĂ« sotme, tĂ« bazuara nĂ« zakonshĂ«m ose. makinave virtuale, dhe nĂ« njĂ« moment ne do tĂ« pĂ«rdorim thjesht fjalĂ«n 'pĂ«rpunim' pĂ«r tĂ« pĂ«rshkruar veprimin e tyre. NĂ« njĂ« moment â dhe ndoshta ardhja e kĂ«saj ere do tĂ« pĂ«rshpejtohet nga FPGA â ne do tĂ« fillojmĂ« pĂ«rsĂ«ri ta quajmĂ« kĂ«tĂ« pĂ«rpunim tĂ« dhĂ«nash.
Për të integruar FPGA në qendrat e të dhënave, do të nevojitet një ndryshim në mënyrën e të menduarit. 'Duke menduar për mënyra për të acceleruar aplikacionet e sotme, duhet të zbulojë thelbin e asaj si ato realizohen, çfarë burimesh përdoren, në çfarë kohe të shpenzohet', shpjegon Bolsens. 'Duhet të studiojë problemin e përgjithshëm që po përpiqeni të zgjidhni. Shumë aplikacione që funksionojnë sot në qendrat e të dhënave janë të shkallëzuara, duke kapur një numër të madh burimesh. Le të marrim si shembull të mësuarit makinë, që përdor një sasi të madhe të njësive kompjuterike. Por kur flasim për accelerim, duhet të mendojmë jo vetëm për accelerimin e përpunimeve, por edhe për accelerimin e infrastrukturës'.
Për shembull, gjatë operacioneve të lidhura me të mësuarit makinë që Bolsens ka studiuar në praktikë, rreth 50% e kohës shpenzohet për transferimin e të dhënave përmes kapaciteteve të shpërndara kompjuterike, dhe vetëm gjysma tjetër e kohës shpenzohet për vetë përpunimin.
«KĂ«tu mendoj se FPGA mund tĂ« ndihmojĂ«, pasi mund tĂ« sigurojmĂ« optimizim si tĂ« aspekteve tĂ« llogaritjes ashtu edhe tĂ« aspekteve tĂ« transferimit tĂ« tĂ« dhĂ«nave pĂ«r aplikacionin. Dhe ne mund ta bĂ«jmĂ« kĂ«tĂ« nĂ« nivelin e infrastrukturĂ«s sĂ« pĂ«rgjithshme dhe nĂ« nivelin e çipit. Kjo Ă«shtĂ« njĂ« nga pĂ«rfitimet e mĂ«dha tĂ« FPGA, qĂ« lejon krijimin e rrjeteve tĂ« komunikimit sipas nevojave specifike tĂ« aplikacionit. Duke vĂ«zhguar modelet tipike tĂ« transfertĂ«s sĂ« tĂ« dhĂ«nave nĂ« detyrat e lidhura me inteligjencĂ«n artificiale, nuk shoh nevojĂ«n pĂ«r njĂ« arhitekturĂ« komplekse tĂ« bazuar nĂ« switch-e. Mund tĂ« ndĂ«rtohet njĂ« rrjet me njĂ« fluks tĂ« madh tĂ« tĂ« dhĂ«nave. E njĂ«jta gjĂ« vlen dhe pĂ«r detyrat e trajnimit tĂ« rrjeteve nervore â mund tĂ« ndĂ«rtohet njĂ« rrjet celular me madhĂ«si paketash qĂ« pĂ«rshtaten sipas detyrĂ«s specifike. Duke pĂ«rdorur FPGA, mund tĂ« shkallĂ«zojmĂ« dhe pĂ«rshtatim shumĂ« saktĂ« protokollet e transferimit tĂ« tĂ« dhĂ«nave dhe topologjinĂ« e skemave pĂ«r aplikacione specifike. Edhe nĂ« rastin e mĂ«simit tĂ« makinerive, gjithashtu Ă«shtĂ« e qartĂ« se nuk na duhen numrat me pikĂ« lundruese me saktĂ«si tĂ« dyfishtĂ«, dhe kĂ«tĂ« gjithashtu mund ta pĂ«rshtatim».
Dallimi mes FPGA dhe CPU ose ASIC-ve të specializuara është se të fundit programohen gjatë prodhimit, dhe pas kësaj nuk mund të ndryshoni mendjen në lidhje me llojet e të dhënave që llogariten ose elementet e llogaritjes, ose natyrën e fluksit të të dhënave që kalojnë përmes pajisjes. FPGA ju lejojnë të rishikoni nëse kushtet e punës ndryshojnë.
NĂ« tĂ« kaluarĂ«n, ky avantazh ka qenĂ« i shtrenjtĂ«, kur programimi pĂ«r FPGA ishte destinuar pĂ«r ata tĂ« fortĂ« nĂ« shpirt. Duhet tĂ« hapni kompilatorĂ«t pĂ«r FPGA, nĂ« mĂ«nyrĂ« qĂ« ata tĂ« integrohen mĂ« mirĂ« me mjetet qĂ« pĂ«rdorin programuesit pĂ«r tĂ« krijuar aplikacione me llogaritje paralel pĂ«r CPU nĂ« gjuhĂ«t C, C++ ose Python, dhe tĂ« transferoni pjesĂ«n e punĂ«s nĂ« bibliotekat qĂ« pĂ«rshpejtojnĂ« procedurat nĂ« FPGA. Kjo Ă«shtĂ« ajo qĂ« bĂ«n staku pĂ«r mĂ«simin e makinerive Vitis, qĂ« Ă«shtĂ« thelbi i platformave tĂ« tilla pĂ«r ML si Caffe dhe TensorFlow, dhe ka biblioteka pĂ«r tĂ« ekzekutuar modelet e zakonshme tĂ« AI ose pĂ«r tĂ« shtuar mundĂ«sitĂ« e FPGA nĂ« detyra si kodimi i videove, njohja e objekteve nĂ« video, analiza e tĂ« dhĂ«nave, menaxhimi iéŁé©eve financiare dhe çdo bibliotekĂ« tĂ« jashtme.
Kjo koncepcion nuk është shumë ndryshe nga projekti CUDA i Nvidia, i lançuar dhjetë vjet më parë, dhe që kalon llogaritjet paralel në përshpejtuesit GPU, ose nga grupi i mjeteve ROCm nga AMD, ose nga premtimet e projektit Intel, OneAPI, i cili duhet të funksionojë në CPU të ndryshëm, GPU dhe FPGA.
ĂĂ«shtja Ă«shtĂ« se si tĂ« gjitha kĂ«to mjete do tĂ« lidhen sĂ« bashku, nĂ« mĂ«nyrĂ« qĂ« çdo person tĂ« mund tĂ« programojĂ« njĂ« grup kapacitetesh llogaritĂ«se sipas dĂ«shirĂ«s. Kjo Ă«shtĂ« e rĂ«ndĂ«sishme sepse FPGA janĂ« bĂ«rĂ« mĂ« tĂ« komplikuara, shumĂ« mĂ« tĂ« komplikuara se çdo CPU qĂ« ekziston. Ata prodhohen me proceset mĂ« tĂ« avancuara teknologjike dhe me teknologjitĂ« mĂ« moderne tĂ« paketimit tĂ« çipĂ«ve. Dhe ata do tĂ« gjejnĂ« niĆĄĂ«n e tyre, sepse tashmĂ« nuk mund tĂ« harxhojmĂ« kot kohĂ«, para, energji dhe inteligjencĂ« - tĂ« gjitha kĂ«to janĂ« burime shumĂ« tĂ« shtrenjta.
«FPGA ofron pĂ«rfitime teknologjike, - thotĂ« Bolens. - Dhe kjo nuk Ă«shtĂ« thjesht njĂ« reklamĂ« e zakonshme pĂ«r adaptueshmĂ«rinĂ« dhe ri-konfigurimin. NĂ« tĂ« gjitha aplikacionet e rĂ«ndĂ«sishme â mĂ«simi i makinerive, analiza e grafikĂ«ve, tregtia me shpejtĂ«si tĂ« lartĂ«, etj. â ata kanĂ« mundĂ«sinĂ« pĂ«r tĂ« adaptuar jo vetĂ«m rrugĂ«n e shpĂ«rndarjes sĂ« tĂ« dhĂ«nave pĂ«r detyrĂ«n specifike, por edhe arkitekturĂ«n e memories â si tĂ« dhĂ«nat lĂ«vizin brenda çipit. Po ashtu, FPGA ka mĂ« shumĂ« memorie tĂ« integruar se çdo pajisje tjetĂ«r. Gjithashtu, duhet tĂ« merret parasysh se nĂ«se njĂ« detyrĂ« nuk pĂ«rputhet nĂ« njĂ« FPGA, ajo mund tĂ« shkallĂ«zohet nĂ« disa çipa, pa u pĂ«rballur me ato mangĂ«si qĂ« ju presin kur shkallĂ«zoni detyra nĂ« disa CPU ose GPU.
Burimi: habr.com
