Компания Xilinx развивает ускорители вычислений на FPGA, но не хочет ограничиваться только ими. Совместно с Samsung она создала «умные» твердотельные накопители SmartSSD. Более того, вместе с AMD компания Xilinx показала, что в сфере HPC вполне можно обойтись без Intel и NVIDIA.
На выставке SC18, которая на прошлой неделе состоялась в Далласе, штат Техас, было показано множество продуктов, использующих FPGA-матрицы от компании Xilinx. Среди них оказались фирменные ускорители вычислений и системы на их основе, а также новые «умные» твердотельные накопители SmartSSD.
На своём собственном стенде Xilinx продемонстрировала новейший ускоритель вычислений Alveo U280. Он построен на 16-нм FPGA-матрице с архитектурой Xilinx UltraScale. Её дополняет 8 Гбайт памяти HBM2 с пропускной способностью 460 Гбайт/с и два модуля памяти DDR4 по 16 Гбайт каждый. Также отметим использование интерфейса PCI Express 4.0 x8 и поддержку CCIX.
Напомним, что платформа CCIX разрабатывается для обеспечения связи между абсолютно всеми компонентами системы, которые не сочетаются напрямую. И теперь она получила реализацию в кремнии. Также отметим, что сейчас консорциум CCIX активно продвигает свой стандарт, и на многих стендах SC18 были замечены решения, использующие его.
Как и другие ускорители серии Alveo, новый Alveo U280 предназначен для центров обработки данных. По словам производителя, ускорители на FPGA способны наилучшим образом подстраиваться под те задачи, выполнение которых на него возложено, что в результате делает их универсальным решением. Здесь сразу стоит отметить, что Xilinx сейчас активно работает над средствами разработки и стремится сделать их как можно проще, чтобы облегчить работу с её ускорителями, дав возможность сборки кода C/C++/OpenCL для FPGA. Это один из главных моментов в борьбе с Intel, которая давно занимается аналогичными компиляторами для продуктов Altera.
Возможно, в том числе и по этой причине ускорители на базе FPGA от Xilinx получают всё большее распространение. В том числе в облаках: у Amazon уже есть Ryft, а Microsoft планирует внедрить продукты компании в Azure. На SC18 оказалось непривычно много решений с платами Alveo, которые производители готовы предлагать заказчикам в составе своих систем наряду с Altera или даже в качестве альтернативы NVIDIA, так как последние решения компании оптимизированы и для работы с ИИ.
Главной новинкой на стенде Xilinx стали так называемые SmartSSD, созданные совместно с Samsung. Данные «умные» накопители сочетают в себе однокристальную платформу с FPGA под названием Xilinx ZU19EG MPSoC, а также оперативную память (DDR или HBM), ну и, конечно же, саму твердотельную память V-NAND от Samsung. Ключевое отличие от обычных SSD в том, что SmartSSD сам частично занят вычислениями и обработкой данных, так сказать, не отходя от кассы. Такой подход обсуждается годами, но только сейчас получил хорошую реализацию в «железе».
Строго говоря, это не первая попытка совместить SSD и FPGA в «одном флаконе» — такие решения ещё два года назад демонстрировала компания SmartIOPS, но они были ориентированы скорее на оптимизацию потоков данных, обращений к накопителю и предварительной выборке. Понятно, что полностью всю обработку данных переложить на плечи SmartSSD нельзя, но вполне стандартные операции шифрования, архивирирования, дедупликации ему под силам. Кроме того, разработчики упоминают ещё и (де)кодирование видео или работу с ИИ. В любом случае важно то, что таким образом можно существенно снизить обмен между накопителем и остальной системой, так как передаваться будут уже предобработанные данные + значительно сокращается путь самих данных в сравнении с установленными порознь SSD и FPGA.
На стенде с этим SmartSSD свои решения демонстировала компания Bigstream, которая занимается акселерацией работы с базами данных и BigData-системами с помощью FPGA и GPU. Конкретный пример — значительное ускорение комплексной выборки данных из Spark за счёт обработки записей на FPGA. Отдельно отмечается, что для конечных пользователей всё это происходит прозрачно, так как слой оффлоада задач лежит ниже, на уровне фреймворка или драйвера БД. Похожие решения для гетерогенных вычислений, в том числе в облаках, совместно с Xilinx предлагает и BLACKLYNX. К слову, обратите внимание на слайд выше. С накопителем Samsung PM983 мы уже знакомы — это «линеечный» SSD формата NF-1. А вот PM983F, похоже, тот же SSD, но с FPGA на борту.
Были показаны также и «умные» сетевые адаптеры, оснащённые FPGA-матрицами Xilinx. Например, решение от Mellanox Technologies под названием Innova-2, которое было впервые представлено ещё год назад. Затея, в целом, та же, что у SmartSSD: переконфигурируемость и предварительная обработка данных на лету.
Huawei также создаёт ускорители на FPGA от Xilinx
Как и говорилось в самом начале, на выставке было показано множество продуктов, использующих FPGA-матрицы Xilinx. Отдельного внимания заслуживает сотрудничество AMD и Xilinx, которое началось не так давно, но уже в следующем году может принести довольно интересные плоды.
На стенде AMD была показана разрабатываемая платформа на базе процессора EPYC «Rome» и ускорителей Xilinx Alveo с интерфейсом PCIe 4.0. Также эта платформа может иметь твердотельные накопители Samsung с NVMe PCIe 4.0, InfiniBand-карту Mellanox с пропускной способностью 200 Гбит/с и сетевой адаптер Ethernet Broadcom Thor, также со скоростью 200 Гбит/с. Отдельно стоит обратить внимание, что здесь нет компонентов от Intel и NVIDIA: CPU, накопителей, интерконнекта и ускорителей. Кроме того, AMD может предложить и собственные Instinct'ы для вычислений.
Источники:
