New-Tech Magazine | April 2021

כזו, לעומסי עבודה שונים יכולות להיות דרישות שונות לגבי מחשוב, אחסון והאצה, ואותם משאבים יוקצו בהתאם ללא בזבוז של חומרה. כל זאת נשמע מצוין בתיאוריה, אבל במציאות נעוצה בכך בעיה גדולה: זמן .) latency המתנה ( האתגר של זמן ההמתנה בשעה שמפרידים את המשאבים למרכיבים השונים ומעבירים אותם הרחק אלו מאלו, נוצרים השהיות נוספות ורוחבי פס מוקטנים כתוצאה מתעבורת הרשת בין יחידות יע"מ , או בין יחידות יע"מ למאיצים. SSD לכונני כל זאת עלול להוות מגבלה רצינית ביותר, אלא אם כן קיימת דרך כלשהי שבה ניתן להפחית את תעבורת הרשת ולחבר בין המשאבים בדרך יעילה. במקום זה התקני ממלאים שלושה תפקידים חשובים FPGA בפתרון האתגרים שמעמיד זמן ההמתנה: פועלים כמאיצים שניתנים FPGA התקני ■ להתאמה, ואשר אותם אפשר להתאים לכל עומס עבודה לקבלת ביצועים מרביים. מאפשרים גם לקרב את FPGA התקני ■ המחשוב לנתונים ובכך להקטין את זמן ההמתנה ולצמצם את רוחב הפס הנדרש למינימום. ) החכם הניתן להתאמה fabric המארג ( ■ מאפשר שיתוף משאבים FPGA של התקני בצורה יעילה, מבלי שייגרמו כתוצאה מכך השהיות מוגזמות. האצה שניתנת להתאמה היתרון המשמעותי הראשון של מאיצי FPGA מחשוב שמבוססים על התקני הוא שיפור משמעותי ביותר של ביצועים בעומסי עבודה, שלהם יש דרישה גבוהה בימים אלו. במקרי שימוש של המרת ) של אותות וידיאו transcoding קידוד ( ,) Streaming עבור יישומי הזרמת מדיה ( עולים בדרך כלל על ביצועי FPGA פתרונות , עובדה שמקלה 30 פי x 86 יחידות יע"מ על מפעילים של מרכזי נתונים לעמוד בגידול העצום במספר הזרמות המדיה שמתבצעות בו זמנית. דוגמה נוספת היא בתחום הקריטי של ריצוף גנום. לקוח של בתחום הגנומיקה מצא לאחרונה Xilinx סיפק FPGA שהמאיץ שלנו מבוסס התקני מהר יותר מאשר יע"מ, 90 את התשובה פי ובכך סייע לחוקרים בתחום הרפואה תוך שבריר הזמן DNA לבדוק דגימות של שבו הבדיקה נערכה בעבר.

The Alveo SN1000 is the industry’s first SmartNIC with :1 תמונה « composable hardware העברת המחשוב קרוב יותר לנתונים מחשוב לאשכול של מאיצים עם חיבורים משולבים באמצעות מארג חכם מסתגל – וליצור מחשב בעל ביצועים גבוהים על פי דרישה.

FPGA היתרון החשוב השני של התקני עבור מרכזי נתונים שניתנים להרכבה דינמית הוא היכולת להעביר את המחשוב שניתן להתאמה קרוב יותר לנתונים, בין אם במצב מנוחה ובין אם בתנועה. התקני המשמשים בהתקני Xilinx של FPGA לאחסון ממוחשב, מאיצים SmartSSD פונקציות שונות כגון חיפוש מהיר, פירוק ), דחיסה והצפנה, אשר parsing לרכיבים ( מבוצעות בדרך כלל על ידי יע"מ. כך מתאפשר להקטין את העומס מהיע"מ לביצוע משימות מורכבות יותר, וכך גם קטנה התעבורה בין היע"מ לבין יחידות , במקביל לצריכת רוחב הפס שיורד SSD ולזמן המתנה שמתקצר. שלנו משמשים FPGA באופן דומה, התקני כמו למשל SmartNIC כיום בבקרי החדש שלנו, כדי להאיץ Alveo SN 1000 נתונים בתנועה עם שירותי עיבוד חבילות ), דחיסה wire speed "במהירות מוליך" ( ) וכן יכולת ההתאמה crypto והצפנה ( לדרישות מיתוג בהתאמה אישית עבור מרכז נתונים או לקוח מסוימים. מארג חכם בשעה שמשלבים האצת מחשוב ניתנת עם קישוריות FPGA להתאמה של התקני בזמן המתנה קצר, אפשר להתקדם צעד נוסף במרכז הנתונים שניתן להרכבה דינמית. אפשר להקצות עומס עבודה עתיר

מובן שאף לא אחד מאלו היה אפשרי אם אין אפשרות לתכנת את המאיצים ואת SmartSSD הממוחשבים, את התקני באלגוריתמים המיטביים SmartNIC בקרי להאצה, ולאחר מכן, לספק אותם במספרים המתאימים לכל מצב של עומס עבודה. עבור משימה זו יצרנו מחסנית תוכנה מקיפה אשר משפרת מסגרות עבודה תעשייתיות ייעודיות לתחום כגון , אשר עובדות FFMPEG ו- TensorFlow של Vitis בשילוב עם פלטפורמת הפיתוח . אפשר לראות גם שלמסגרות עבודה Xilinx RedFish של אספקה ברמה גבוהה כדוגמת יש תפקיד בסיוע להקצאת משאבים חכמה. מסקנה ההבטחה הגלומה במרכז הנתונים שניתן להרכבה דינמית היא שינוי מלהיב Xilinx וההתקנים וכרטיסי המאיצים של הם אבני בנין חשובות בארכיטקטורה יעילה וחדשה זו. עם היכולת להגדרת קונפיגורציה מהירה, זמן המתנה קצר וארכיטקטורה גמישה שאותה אפשר להתאים לעומסי עבודה משתנים, חברת ממוקמת במקום טוב כדי שתוכל Xilinx להיות שחקן ראשי בהתפתחות זו.

47 l New-Tech Magazine