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引领数据中心转型,赛灵思做了什么?

2021/09/06

人工智能的发展、日益复杂的工作负载以及非结构化数据的爆炸式增长,正迫使数据中心快速转型。随着 5G 、人工智能( AI )、云计算、物联网及自动驾驶等新一代信息技术快速演进,全球数据正呈指数级增长并呈海量聚焦态势。


根据Million Insights的预测,到2025年,全球数据中心网络市场规模将达到409亿美元,并在预测期内(2019年至2025年)实现11.0%的复合年增长率。


“数据中心没有模板,并不存在典型的数据中心,数据中心的工作负载是不断持续的,动态变化,不存在单一的或某种类型的应用能够主导数据中心。因此现在的数据中心面临不断变化的要求和应用,必须保持可扩展性,同时还必须保持敏捷性,能够不断的运行这些变化的应用,而无需进行硬件的升级和扩展。”赛灵思数据中心市场营销总监Ed Wright这样说道,表达了赛灵思对于数据中心的理解。


Ed Wright
赛灵思数据中心事业部市场营销总监


据悉,赛灵思在很早以前就开始研究这个问题,并且也推出了解决方案——可组合式数据中心。Ed Wright解释道,赛灵思所谓的可组合式不仅仅是计算、网络和存储的分离,也不仅仅是在基础设施层面,其可组合式的数据中心指的是可以在器件的层面实现可扩展和可配置。通过这样的方式,在器件级层面上实现可组合式,从而满足各类应用的需求。


近日,为满足现代数据中心发展需求,赛灵思宣布推出了一系列全新数据中心产品及解决方案,包括全新 Alveo SmartNIC 系列、smart world (智能世界) AI 视频分析应用、一款能够实现亚微秒级交易的加速算法交易参考设计,以及Xilinx App Store (应用商店)。


业界首款硬件可组合式SmartNIC


赛灵思是上世纪80年代中期首家实现FPGA商业化的公司。现如今,赛灵思已经是FPGA领域的霸主。2018年初,赛灵思宣布启动三大公司战略,即数据中心优先、加速核心市场发展及驱动自适应计算。其目的就是要支持所有的开发者都能受益于赛灵思灵活应变的自适应平台,加速创新进程。在数据中心优先战略的惊人发展,让各种各样的软件和系统开发者更多地加入了自适应计算的世界,成为推动公司加速由器件向平台转型的战略。


2018年XDF 上,赛灵思推出功能强大的 Alveo 加速器卡产品系列,实现了数据中心优先战略的先行落地。Alveo 旨在大幅提升云端和本地数据中心中业界标准服务器性能,推动自适应器件的普及应用。该产品系列目前已扩展至Alveo U50 、 U200、 U250 、 U280 等多款产品,并已在美国、欧洲和中国市场得到广泛应用。


2019年 4 月,赛灵思宣布收购 Solarflare 通信公司,将领先的 FPGA、MPSoC 和 ACAP 解决方案与 Solarflare 的超低时延网络接口卡( NIC )技术以及 应用加速软件相结合,从而实现全新的融合 SmartNIC 解决方案。


早期,赛灵思的SmartNIC产品主要应对的是超大规模的数据中心和云服务提供商。这些超大规模的数据中心有很多的要求,尤其是对于线速性能的数据包处理这方面,他们对于性能的要求一直是最高的。


这些用户的要求主要体现在三大领域:网络、安全和存储。加速网络、安全和存储卸载功能, 都是他们希望SmartNIC可以实现的。




但需求在不断变化,为了跟上这些不断变化的需求,包括在功能和性能上的要求,赛灵思推出了Alveo SN1000 SmartNIC,这是业界首款硬件可组合式SmartNIC。


SN1000 SmartNIC 系列基于赛灵思 16nm UltraScale+ 架构,采用低时延的赛灵思 XCU26 FPGA 和 16 核 Arm处理器。SN1000 SmartNIC 为 10/25/100Gb/s 连接提供了双 QSFP 端口,其具备领先的小封装性能和 PCIe Gen 4 互联功能。SN1000 采用全高半长外形规格和 75 瓦功率封装。


在应用方面,首先他能够为所有的卸载提供软件定义的硬件加速,另外他还是业界首款可组合式SmartNIC,能够满足不同应用的需求,而且能够以线速性能提供特定应用数据路径,可以用P4、C、C++编程语言实现快速灵活应变的硬件加速。



最后, SN1000所拥有的控制面和数据面分离的异构架构,是行业积极拥抱的异构计算。他可以在数据面实现管理和加速,同时也可以在控制面通过ARM的CPU来进行加速,可以实现非常高效和便捷的安全分离和迁移。


利用 Vitis Networking 平台和 P4、C 和 C++ 等业界标准的高级编程语言,软件开发者可以打造在 SmartNIC 上的硬件里运行的网络功能、协议以及应用。Vitis Networking 使组织机构可以快速、轻松地组合新网络功能与调整现有网络功能,无需更换硬件即可处理新协议和新应用,实现面向未来投资。


据悉,SN1000 SmartNIC 能为多种类型的联网、安全和存储卸载提供软件定义的硬件加速功能,例如开放虚拟交换机( Open vSwitch )和虚拟化加速( Virtio.net )。安全卸载包括 IPsec、kTLS 和 SSL/TLS,而加速存储应用则包括 Virtio.blk、NVMe over TCP、Ceph 以及压缩和加密业务。


微秒必争的算法交易


除此以外,为了帮助交易者能够使用非常复杂的策略,而且不需要进行硬件开发,就可以达到不到一微秒的一个低时延要求。赛灵思推出了一种基于赛灵思 Alveo加速卡的解决方案。


Ed Wright解释道,当今的算法交易其实主要是两大路径,一个是硬件算法交易,还有一个是软件算法交易,这两者之间能力和性能都有很大的差异,如果想要将软件的算法交易转换成硬件的算法交易门槛是非常高的。而如果做硬件算法交易,就需要找到硬件开发商专门在IT系统上做设计和架构,然后才能提供解决方案。但是通过这样的方式,成本非常高,而且交付周期非常长。


如今市场上,CPU已经到达了一个天花板,其速度已经不能再快了,其时延也不可能低于一毫秒。赛灵思推出的加速算法交易( AAT )参考设计,在其Vitis软件平台上,开发者可以通过模块化的方式来构建并且部署基于FPGA的Alveo卡,他能够支持库的混搭,从而支持非常广泛的算法交易的用例,在这个层面上再部署算法交易的框架和IP。


通过这样的方式,交易者可以在赛灵思加速算法交易框架中,使用各种各样的库进行组合,并且支持C和C++语言进行编程,支持非常广泛的各种各样的全球的软件开发商,并且还可以进行非常方便的集成,把内部和第三方的应用进行集成,同时使得时延降低到微秒级以下,比如说300到400毫秒,而且其使用起来也非常方便,编程也非常方便,可以大幅缩短上市时间,比如说可以从几年缩短到几周。这款算法交易填补了算法交易中CPU 或者定制硬件开发之间的一个市场空白,而且还能做到两全其美。


赛灵思的更多


为了针对最复杂且对时延敏感的 AI 视频推断应用进行加速,赛灵思还推出了一款具有合作伙伴解决方案生态系统的 AI 视频分析平台。由视频机器学习流服务器支持的赛灵思 smart world 平台,可以提供整体应用加速,还能在单个 Alveo 加速器卡上以确定性的低于 100 毫秒的流水线时延支持多个神经网络。其结果就是以业界最低的总拥有成本 ( TCO )支持严苛的 AI 视频分析应用。


赛灵思智能世界视频分析解决方案双管齐下同时解决了企业和开发者的痛点。一方面是面向开发者的开发,其解决方案进行了优化,已经去掉了硬件开发的部分,用户不需要做任何FPGA的开发,只需要做应用的开发就可以。


另外一方面是面向客户关注的方案部署。赛灵思联合生态系统合作伙伴提供了随时可部署的视频分析解决方案。这些解决方案能够支持智慧城市、智能医疗、智能零售等等重要领域的部署。


赛灵思拥有非常低的总体成本,还有确定性的性能,能够支持非常广泛的部署,并且随着其生态系统不断的扩展获得更加广泛的部署。


赛灵思还推出了一个包含诸多可立即部署的加速应用的应用商店(- Xilinx App Store),涵盖应用范围从 smart world AI 视频分析到反洗钱和实时视频转码。赛灵思生态系统合作伙伴开发的容器化预构建应用提供了一种简便方法,使得评估、购买和部署加速应用仅需几分钟即可完成。


这个新的应用商店不仅仅能够方便客户以一种全新的方式非常方便的去消费应用。同时还能够给合作伙伴一种新的方式,把他们的应用推给相关的客户,比如他们能够更加方便的管理有关的许可证,更加方便的通过数字、知识产权的一些管理的计划来获取相关的一些数据,并且能够更好的给客户来推送他们的应用。


说在最后


最后, 赛灵思数据中心事业部网络与存储产品管理总监Kartik Srinivasa总结道,赛灵思产品的优势或者说差异化所在,主要是从产品的架构,或者是产品组合的内核来说,赛灵思是可组合式的自适应计算加速平台。

Kartik Srinivasan
赛灵思数据中心事业部网络与存储产品管理总监


赛灵思在器件的层面上可以组合,并且可编程,自适应,这也是其产品系列,包括SmartNIC和人工智能产品,以及金融加速产品的共性。

关于数据中心市场,赛灵思不仅仅是有直接提供的器件、工具,还有非常好的垂直整合的解决方案,这些是赛灵思自己或者赛灵思和合作伙伴一起推出的,能够大幅缩短产品的上市时间。

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