Platforma adaptacyjna dla przyśpieszonego obliczania od Xilinx

CEO firmy Xilinx zaprezentował nowy kierunek rozwoju, jakim ma być nowoczesna platforma obliczeniowa: ACAP („adaptive compute acceleration platform”). Ma to być przełomowe rozwiązanie, wykraczające daleko poza to, w czym Xilinx specjalizował się przez wiele lat, czyli FPGA. ACAP jest nowoczesną, wysoce zintegrowaną heterogeniczną i wielordzeniową platformą obliczeniową, którą będzie można dynamicznie zmieniać na poziomie sprzętowym w locie, umożliwiając adaptowanie się do zmiennych warunków pracy i obciążenia danej aplikacji. Moc obliczeniowa jaką oferuje ta platforma, a także wydajność energetyczna ma przewyższać to, co obecnie oferują układy CPU i GPU, jak zapewnia Xilinx. ACAP ma się świetnie nadawać do nowoczesnych aplikacji, które skupiają się na wykonywaniu bardzo dużych obliczeń na dużych zbiorach danych, jak chociażby aplikacje ‘big data’ oraz AI. Przykładem może być tu przetwarzanie obrazów, transkodowanie strumieni video, obróbka na dużych bazach danych, kompresja danych, systemy widzenia maszynowego, rozwój sieci, itp. Deweloperzy, zarówno Ci ze sfery software, jak i hardware, będą mogli efektywnie tworzyć nowoczesne rozwiązania oparte na ACAP w różnych sektorach działania systemów, od aplikacji będących urządzeniami końcowymi („end points” i „edge”), jak również aplikacji serwerowych (np. chmurowych - „cloud”). Pierwszym produktem stworzonym w ramach programu ACAP ma być ‘Everest’. Ma to być układ stworzony w oparciu o technologię TSMC 7 nm. Jego premiera ma się odbyć jeszcze w tym roku, choć dokładniejsza data premiery nie jest jeszcze znana. Czym jest ACAP? ACAP to zbiór nowoczesnych rozwiązań firmy Xilinx w zwartej, wysoce zintegrowanej formie. To nowa generacja układów opartych na schemacie FPGA, wykorzystująca pamięci dystrybuowane oraz nowoczesne bloki DSP programowane sprzętowo. Ma to być wspierane przez wielordzeniowe układy SoC oraz dodatkowe silniki obliczeniowe, konfigurowane sprzętowo lub programowo. Wszystko to połączone poprzez układ NoC („Network-on-Chip”). Tyle jeśli chodzi o serce. ACAP to jednak też coś więcej. Oferuje bardzo bogatą funkcjonalność jeśli chodzi o obsługę I/O. Znajdziemy tu zaawansowane, programowalne sprzętowo kontrolery pamięciowe, wsparcie dla SerDes, pamięci HBM, a także nowoczesne RF-ADC/DAC, itd. Deweloperzy software będą mogli wykorzystywać szereg różnych narzędzi, w tym: C/C++, OpenCL, oraz Python. Co więcej, ACAP będą mogły być także zaprogramowane na poziomie RTL z wykorzystaniem narzędzi FPGA. ACAP jest wynikiem czterech lat intensywnych działań R&D, na które przeznaczono około miliard dolarów. Ponad 1500 inżynierów pracowało nad rozwojem platformy ACAP oraz układu Everest. Czym jest sam Everest? Ma być układem opartym na platformie ACAP, oferując olbrzymi wzrost wydajności obliczeniowej (20-krotny) w stosunku do obecnych, najnowszych układów FPGA Virtex VU9P, w sferze działań sieci neuronowych. Większa moc obliczeniowa to nie wszystko co ten układ ma oferować. Uwagę zwraca też system komunikacji oparty na 5G, oferujący 4-krotną poprawę w stosunku do wspomnianego układu FPGA i układów radiowych opartych na technologii 16 nm. Zastosowań dla nowych układów ma być sporo. Z Everest skorzystać ma wiele branż, np. motoryzacyjna, przemysłowa, jednostki naukowo-badawcze, medycyna, lotnictwo i militaria, urządzenia pomiarowe, audio, video, itp. Wszędzie tam gdzie przyda się duża moc obliczeniowa i możliwość elastycznego dostosowania się do zmiennych warunków, w których uwzględnia się duże obciążenie obliczeniow