云加快新引擎首战双11，深度理会阿里云FPGA平台“舜天”

2018天猫双11在技能天下创下不少新记录，个中有一个记录是 11日当天阿里全平台共为用户做本性化保举453亿次，这些保举的图片长度加起来可以绕地球70圈。

当你在天猫/手淘上买买买的时，图片会以差异名目或判别率来转码泛起，这就要求靠山体系必要强盛的算力来保障数倍于平常的转码需求。FPGA是可编程芯片中处理赏罚这类并行计较的最佳能耗例如案，这位曾经高冷的“名门堂前燕”，通过云计较的代价加成，正在赋能越来越多的科技创新。

在本年的XDF 2018大会上，阿里云的工程师初次向业界揭开了阿里云FPGA平台“舜天”的隐秘面纱，这台云端计较加快的新引擎初露锋芒。

初识FPGA：计较加快新引擎

FPGA最大的特点是直接基于硬件编程，拥有高吞吐和低延时等特征，可以很轻易搭建出数据并行通道，同时完成流水线并行;相对付ASIC，又具有软件的可编程性和机动性，这让它能美满顺应AI等对大算力有刚性需求而且尚处于快速迭代期的场景。

FPGA手段模子

然而，传统的FPGA线下开拓，进程很是繁琐。对付IP提供商或方案集成商来说，必要本身开拓和维护硬件，推广难、本钱高。对付客户来说，开拓时也绕不开硬件环节，试错本钱大、周期长。

FPGA+云正好是办理这些困难的最佳方案。据阿里云工程师张振祥先容，“舜天”平台整合了传统FPGA财富链的多个环节：从芯片原厂商，硬件，IP供给商等等，将它们同一打包成平台资源，使客户可以专注于算力的实现，而IP供给商可以简化交付流程，大幅优化交付周期和运营本钱。

从2017年8月开始，“舜天”已经验经三代产物迭代，最新上线的F3系列实例，可提供高出1000万逻辑单位和高达47 TeraMACs的DSP计较手段。

以时序数据库为例，舜天平台的处理赏罚服从比CPU跨越30倍以上：单路FPGA实现的实测峰值机能为2.97GB/s,对比之下，单核CPU压缩的实测机能约为90M/s。在图片辨认场景下，舜天F3提供的算力约相等于7台CPU处事器，大幅低落了Capex本钱，对比CPU处事器，TCO低落超40%。

并且，这个手段还可以扩展，当开拓者在处理赏罚高机能计较和呆板进修时，每每必要多芯片配合计较。“舜天”提供了种种高速接口，可完成1/2/4片芯片互联拓扑，并支持动态设置。以卡内双芯片通讯为例，带宽高达600Gbps，同时支持多种轻量级传输协议，传输服从达95%。

一睹真容：久经疆场的悍将

在阿里巴巴内部，“舜天”着实已历久经疆场，支撑了包罗双11在内的超大型计较场景、都市大脑、时序数据库、高清视频编解码等等明星营业都涉及FPGA加快。

以双11举例，在客户通过淘宝/天猫APP可能网页端赏识商品时，图片必要以

差异名目或判别率来泛起。舜天平台的并行计较手段，直接将图片处理赏罚的延时缩

减到CPU处事器的50%，将吞吐手段晋升了数倍。

在基因赛场里，“舜天“的示意也很精彩，100Gbp全基因组说明时刻被收缩至两小时，速率比已往晋升了10倍，单元本钱也大大低落。全基因，指的就是把物种细胞内里完备的基因组序列从第1个DNA开始一向说明到最后一个DNA，这种技能险些可以或许判断出基因组上任何范例的突变。

化繁为简：大幅低落开拓门槛

在传统软件工程师眼里，FPGA芯片的开拓门槛是很高的，一方面必要相识HDL硬件编程，一方面必要对底层硬件和接口洞若观火。

在此次的XDF大会上，阿里云工程师潘岳先容了舜天平台的办理方案。

起首，“舜天”增进了对高级体系说话的支持，包罗C, C++, OpenCL等。这意味着开拓者可以在他们认识的编程说话和事变流程中顺畅行使， 并且确保本来基于CPU或GPU的开拓可以轻松移植到云上的FPGA器件中。同时，阿里云还提供了大量的参考计划和开拓包，辅佐开拓者快速成立体系。

接口方面，“舜天”提供了同一的尺度总线接口，包罗：DDR4/5、PCIe、DMA等等，开拓者无需下手，只必要体谅内部逻辑实现(图中灰色部门)。

另外，阿里云还支持多种主流FPGA的Shell+Role实现，可以适配跨平台的Multi-boot方案，让用户可以或许轻松完成跨平台迁徙。

IP加密断绝：安详不打折

作为FPGA生态的最重要一环，IP厂商很是在意云上的多租户情形。既要必要确保IP产物不泄漏，又要担保用户购置的IP只能被本身行使。

为此，阿里云回收了IP加密、收集断绝、IP所属权和行使权疏散等方法确保了用户的源码(或IP源码)、刊行包、陈设情形全程对第三方完全不行见，同时还提供康健监控手段，实时感知底层妨碍并及时报警。

作为最早入住舜天平台的IP提供商之一，联捷计较科技CTAccel CEO俞海乐博士暗示：“上云后安详是我们最存眷的题目，阿里云的安详断绝做得很是到位，这也是我们优先选择阿里云举办陈设的缘故起因。”

稳固的义务：共建普惠异构生态

此前阿里云的Slogan“为了无法计较的代价”一向深入民气，起劲布道普惠计较。自推出异构计较依靠，开拓者在阿里云上能以更少的价值行使机能更强的GPU/FPGA实例，在深度进修规模将开拓本钱低落了一半以上。

为了让更多开拓者可以或许享受到FPGA的收益，阿里云推出了FPGA弹性云处事器，并成立了FPGA镜像市场，让具有创新思绪和成熟办理方案的IP产物通过平台脱颖而出，扩大市场局限，加速研发进度，进步计划不变性。

“舜天是阿里云使强人工智能财富的一大利器，我们接待更多的开拓者插手阿里云FPGA生态，敦促技能落地到财富中去。”张振祥说。

（编辑：湖南网）

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