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借助全新 AMD Alveo™ V80 計(jì)算加速卡釋放計(jì)算能力

http://www.moduwu.com 2024-05-15 15:35 來(lái)源:電子科技世界

對(duì)于大規(guī)模數(shù)據(jù)處理,最佳性能不僅取決于原始計(jì)算能力,還取決于高存儲(chǔ)器帶寬。 因此,全新 AMD Alveo™ V80 計(jì)算加速卡專為具有大型數(shù)據(jù)集的內(nèi)存受限型應(yīng)用而設(shè)計(jì),這些應(yīng)用需要 FPGA 硬件靈活應(yīng)變能力以實(shí)現(xiàn)工作負(fù)載優(yōu)化。Alveo V80 加速卡現(xiàn)已量產(chǎn)出貨,其能提供較之上一代加速卡至高 2 倍的帶寬與計(jì)算密度①,并為使用 AMD Vivado™ 設(shè)計(jì)套件的 FPGA 設(shè)計(jì)人員提供簡(jiǎn)化的開(kāi)發(fā)流程。

圖1:Alveo V80 計(jì)算加速卡

這款全新加速卡采用全高、3/4 長(zhǎng)( FH¾L )尺寸規(guī)格,由 AMD Versal™ HBM 自適應(yīng) SoC 提供支持,具備 2,600,000 個(gè) LUT 邏輯單元的 FPGA 架構(gòu)、10,848 個(gè) DSP 計(jì)算邏輯片以及 820 GB/s 的存儲(chǔ)器帶寬,從而助力克服性能瓶頸。

與前代產(chǎn)品 AMD Alveo U55C 計(jì)算加速卡相比,Alveo V80 的邏輯密度至高翻倍、存儲(chǔ)器帶寬至高翻倍且網(wǎng)絡(luò)帶寬可高至 4 倍①,可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的計(jì)算集群,同時(shí)還能優(yōu)化卡、服務(wù)器數(shù)量以及機(jī)架空間。

面向大型數(shù)據(jù)集和內(nèi)存密集型工作負(fù)載專屬打造的網(wǎng)絡(luò)附接加速卡

Alveo V80 卡的硬件靈活性允許跨不同的自定義工作負(fù)載進(jìn)行廣泛應(yīng)用。作為一款  4x200G 網(wǎng)絡(luò)附接加速卡,該卡可以實(shí)時(shí)處理大量傳入數(shù)據(jù),避開(kāi) GPU 遇到的 PCIe® 連接限制。

圖 2:大規(guī)模加速計(jì)算密集型內(nèi)存受限工作負(fù)載

Alveo V80 加速卡可通過(guò)以太網(wǎng)擴(kuò)展到數(shù)百個(gè)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)計(jì)算集群,非常適合一系列高性能計(jì)算應(yīng)用,包括基因組測(cè)序、分子動(dòng)力學(xué)和傳感器處理。 在網(wǎng)絡(luò)安全方面,內(nèi)置 400G 加密引擎和 600G 以太網(wǎng)硬塊,加之 FPGA 的硬件靈活性,令 Alveo V80 加速器適用于線速數(shù)據(jù)包檢測(cè)和 AI 支持的異常檢測(cè)。

該加速卡還非常適合計(jì)算存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)分析,能夠在同一張卡上集成壓縮和查詢加速,從而增加有效存儲(chǔ)容量,同時(shí)更快獲得洞察。此外,它還適合于各種金融科技應(yīng)用,包括策略回測(cè)、期權(quán)定價(jià)以及金融建模與仿真。

案例:天體物理學(xué)計(jì)算飛躍

聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織( CSIRO )是澳大利亞的國(guó)立研究組織,其參與建造了世界上最大的射電天文學(xué)天線陣列,該天線陣列目前包含 420 張 Alveo U55C 加速器卡用于處理無(wú)線電波,以研究早期宇宙并探索星系演化。

CSIRO計(jì)劃借助 Alveo V80 加速卡縮減占板面積與成本,并將所需加速卡的數(shù)量精簡(jiǎn)多達(dá) 66%,同時(shí)應(yīng)對(duì)來(lái)自望遠(yuǎn)鏡 131,000 個(gè)天線的新信號(hào)處理任務(wù)。考慮到卡、服務(wù)器、機(jī)架空間和功耗的潛在減少,每卡算力的躍升預(yù)計(jì)可帶來(lái)至高 20% 總擁有成本( TCO )下降②。

CSIRO 空間與天文學(xué)部研究工程師 Grant Hampson 表示:“我們起初采用 Alveo 產(chǎn)品線是因?yàn)樗軌驅(qū)崟r(shí)處理大量傳感器數(shù)據(jù)。對(duì)于我們的下一代波束成形器和相關(guān)器來(lái)說(shuō),降低總擁有成本勢(shì)在必行。 Alveo V80 加速卡是對(duì)上一代 Alveo U55C 卡的技術(shù)階躍提升,以經(jīng)濟(jì)高效的占板面積提供了緊湊、節(jié)能的解決方案②。”

圖 3:AMD Alveo V80 加速卡實(shí)現(xiàn)的預(yù)估傳感器處理和 TCO 節(jié)省②(參見(jiàn)尾注 ALV-16②)

為 FPGA 設(shè)計(jì)人員簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)

Alveo V80 加速卡經(jīng)由 Alveo Versal 示例設(shè)計(jì)( AVED )完全可為傳統(tǒng)硬件開(kāi)發(fā)人員使用,現(xiàn)已在 GitHub 上提供。AVED 利用傳統(tǒng) FPGA 和 RTL 流程簡(jiǎn)化了硬件啟動(dòng),并且基于常見(jiàn)的 Vivado 工具流程。示例設(shè)計(jì)采用在 AMD Versal 自適應(yīng) SoC 上實(shí)現(xiàn)并專門針對(duì) Alveo V80 加速器卡的預(yù)構(gòu)建子系統(tǒng),提供了高效的起點(diǎn)。

在系統(tǒng)層面,Alveo V80 計(jì)算加速卡簡(jiǎn)化了系統(tǒng)集成并提供了快速的量產(chǎn)路徑。通過(guò)使用預(yù)先驗(yàn)證的部署卡,設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以避開(kāi) PCB 集成、庫(kù)存管理和產(chǎn)品生命周期管理任務(wù)。

現(xiàn)已出貨

Alveo V80 已投入量產(chǎn),現(xiàn)可從 AMD 和授權(quán)經(jīng)銷商處購(gòu)買。敬請(qǐng)?jiān)L問(wèn) www.amd.com/v80,了解全新加速卡如何為您的基礎(chǔ)設(shè)施重新定義計(jì)算;閱讀產(chǎn)品簡(jiǎn)介和數(shù)據(jù)一覽以了解詳細(xì)規(guī)格,或聯(lián)系專家以獲取更多信息。

① :基于截至 2024 年 4 月公開(kāi)發(fā)布的 AMD Alveo 產(chǎn)品選型指南中發(fā)布的規(guī)格。(ALV-13)。

② :基于 CSIRO 在 2023 年 10 月進(jìn)行的獨(dú)立“早期試用體驗(yàn)”性能和成本分析估算,比較了 420 張 Alveo U55C 加速卡的現(xiàn)有實(shí)施與 140 張 AMD Alveo V80 加速卡的預(yù)期實(shí)施。預(yù)計(jì)總擁有成本以三年期計(jì)算,包括電力和冷卻運(yùn)營(yíng)支出的預(yù)計(jì)成本。所有性能和成本節(jié)省聲明均為 CSIRO 提供的估算值,未經(jīng) AMD 驗(yàn)證。性能和成本效益受各種假設(shè)和變量影響,且可能基于系統(tǒng)配置和其他因素而發(fā)生變化。 結(jié)果僅針對(duì) CSIRO,可能不具典型性。有關(guān)更多詳細(xì)信息,請(qǐng)參見(jiàn)圖 (3) (ALV-16)。

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