阿里云FPGA云服务器介绍

FPGA云服务器是一款提供现场可编程门阵列(FPGA)的计算实例,基于阿里云弹性计算框架,用户可以几分钟内轻松创建FPGA实例,创建自定义的专用硬件加速器。由于FPGA硬件的可重配特性,而且用户可以对已创建的FPGA硬件加速应用,进行快速擦写和重配,达到低时延硬件与弹性伸缩最好的结合。

产品优势

  • 分钟级交付
    基于阿里云弹性计算框架,可以几分钟内轻松创建FPGA实例,创建自定义的专用硬件加速器
  • 加速性能优越
    对应用中消耗大量的CPU计算时,系统可以选择性的交给FPGA专用硬件进行加速计算,并且可以释放CPU资源用于支持更大的应用访问量和吞吐量
  • 高性价比
    减少客户CAPEX支出,FPGA实例支持按量付费,可随时释放,实现轻资产开发,降低项目研发期间的投入成本
  • 设计可复用
    利用阿里云提供的开发环境,硬件支持包(BSP)可将已有的FPGA工程导入云端,无缝迁移并在FPGA实例中使用

产品功能

独特而优越的加速性能

  • PCI Express (PCIe) 3.0 FPGA器件通过PCI Express (PCIe) 3.0 接口与上层应用程序通信。
  • 专用硬件应用中消耗大量的CPU计算,系统可以选择性的交给 FPGA专用硬件进行加速计算。
  • 释放资源释放宝贵的CPU资源,这部分资源支持应用更大的访问量跟吞吐量。
  • 高配特性用户可选高配FPGA云服务器特性,共同使用一个地址空间相互通信的速度高达48 Gbps。

设计模式可复用

  • 设计云端支持用户如果已经有现成的 FPGA 工程,可以轻松地利用阿里云提供的开发环境和硬件支持包(BSP)将已有工程导入云端,并在 FPGA云服务器中使用。
  • 工具链阿里云提供了 Altera、Xilinx 主流的开发软件工具链, FPGA云服务器中的 FPGA 器件也兼顾两家,方便用户根据原设计的具体情况进行合理选择,无缝迁移。

典型应用场景

云端压缩的计算加速

云上用户在进行大数据存储、高速网络传输时,常常因为实例性能需要在效率和成本之间做出取舍。gzip是一种广泛用于互联网服务的压缩工具,但传统的CPU实现gzip效率低、耗时长、难以支撑较大流量。

  • 提升压缩性能
    使用带有FPGA的计算实例进行gzip压缩,性能比仅用CPU的普通实例提升8~10倍,充分满足用户的数据压缩需求。
  • 适用多种类型压缩
    在后台服务日志压缩、网站静态资源文件压缩、批量计算任务压缩、分布式存储压缩等方面均可使用FPGA进行加速。

数据库加速

以大型互联网公司为例,每天处理的数据量级都在PB ,每天更新的网页以亿计,每24小时更新的日志超过PB,因此需要大型的集群处理大规模的数据。在处理大规模数据时,数据仓库的性能直接影响数据本身的处理能力。

  • 提升数据库性能
    f3实例得益于FPGA细颗粒度的数据处理能力、高并发度的并行计算能力,能够大幅提升数据库产品的性能。以数据库处理中的排序单元为例,在PostgreSQL的核心处理单元加速中,f3实例的性能比只使用CPU提升10倍以上
  • 提高吞吐性能
    以时序数据处理为例,时序数据广泛应用于物联网(IoT)设备监控系统、企业能源管理系统(EMS)、生产安全监控系统、电力检测系统等行业场景,f3实例单路数据吞吐性能是单核CPU的30倍以上。

基因测序

基因测序是一种新型基因检测技术,能够从血液或唾液中分析测定基因全序列,预测罹患多种疾病的可能性。随着基因测序技术的快速发展,基因数据的生成呈现指数级增长,应用也越来越广泛,对分析能力提出更高要求。

  • 提供更高算力
    传统的计算系统通过采用多个高端CPU搭建HPC系统实现了缩短时间的目的,但导致成本增加,行业应用规模以及基因企业发展规模受限,FPGA云服务器可提供高性价比的算力资源。
  • 降低成本
    以人类全基因组(WGS)分析为例,使用一台16vCPU 64GiB的CPU实例,完成单个WGS分析耗时近100小时,而f3实例可以在30分钟以内完成,极大地缩减了计算时间,降低了成本。

数据来源:阿里云FPGA云服务器-阿里云

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