数据 中心加速器的芯片年增50%，FPGA及加速卡增长最快
鲁 冰 （必威娱乐平台 ，北京 100036）
摘 要：对于数据中心、边缘计算等需要计算加速的领域，整个硬件加速市场正在快速增长，CPU已经赶不上性能的需求，FPGA是一种高效选择。除了极少数超大数据中心有能力和用量可支撑自己建立FPGA团队，包括硬件团队去开发加速卡以外，绝大部分的Tier 2或Tier 3需要去外部采购加速卡，包括相应的底层软件。因此，FPGA厂商纷纷推出FPGA加速卡，例如Achronix和BittWare联手推出了采用Speedster7t独立FPGA芯片的VectorPath加速卡，不仅性能高，还可以快速部署，简单易用。
关键词：数据中心；加速器；FPGA；加速卡
数据中心市场的加速芯片主要包括CPU、GPU、FPGA和ASIC等。据Semico Research于2019年5月的预测，从2018年到2023年的5年间，数据中心加速器市场预计将从28.4亿美元增长211.9亿美元，年均增长率为49.47%。其中，FPGA预计将是年均增长率最高的细分市场（如图1），该增长将由企业级工作负载加速应用驱动。
数据加速可以分成计算、网络和存储三大类。有一部分是GPU可以做的，但是另外很大一部分更适合于用FPGA来做加速。
业界公认的性能对比显示，相比于传统CPU，FPGA提升的性能是10~100倍，倍数变化主要来自不同的应用。不仅如此，在提高性能的同时，FPGA的功耗也会大幅降低。
从市场上来看，这几年FPGA加速卡的应用越来越多。从图2右可以看出，FPGA加速卡和服务器是新的技术，目前正处于上升期。
业界的Tier 1（一级供应商）客户，诸如亚马逊和微软的数据中心在2016—2017年就已经把FPGA加速方案用到他们的数据中心。只不过因为他们是Tier1，工程师资源和软件都有雄厚的实力，所以可以把芯片直接做进服务器主板里，即嵌入到他们的硬件系统中。但是对于很多Tier 2（二级供应商）和Tier 3（三级供应商）的OEM（原厂），或一些小型的数据中心及纯做软件的客户，并不具备这样雄厚的工程资源，所以可以通过采购基于标准的PCIe接口的FPGA加速卡，快速地部署到其业务和应用中。
数据中心部署FPGA加速方案有很多好处。①效率方面，FPGA相对于GPU和CPU有更高的能效比。②FPGA可以根据客户的特殊需求重新配置。③FPGA加速卡可以快速部署，使客户的实验室应用快速地推向市场，而无需把更多的精力和资源放在底层的开发上。④对于超大规模厂商，也可以迅速做大规模的部署。
为此，三大FPGA厂商都相继推出了FPGA加速卡。例如FPGA的后起之秀Achronix，近日与Molex旗下的一家领先企业级FPGA加速器产品供应商BittWare联合宣布：推出面向高性能计算和数据加速应用的FPGA加速卡。新推出的VectorPath S7t-VG6加速卡搭载了Achronix采用7 nm工艺打造的Speedster7tAC7t1500独立FPGA芯片，在同类PCIe FPGA加速卡中，提供了业界更高性能的接口，包括1x400GbE和2x100GbE接口，以及总带宽为4 Tbps的8组GDDR6的板上存储器，使该加速卡成为高带宽数据加速应用的理想选择。
本文来源于科技期刊必威娱乐平台 2019年第12期第5页，欢迎您写论文时引用，并注明出处。
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