借助全新AMD Alveo? V80計算加速卡釋放計算能力

  標簽：自適應計算、FPGA、Alveo、Versal、金融科技

    對于大規模數據處理，最佳性能不僅取決于原始計算能力，還取決于高存儲器帶寬。 因此，全新 AMD Alveo? V80 計算加速卡專(zhuān)為具有大型數據集的內存受限型應用而設計，這些應用需要 FPGA 硬件靈活應變能力以實(shí)現工作負載優(yōu)化。Alveo V80 加速卡現已量產(chǎn)出貨，其能提供較之上一代加速卡至高 2 倍的帶寬與計算密度①，并為使用 AMD Vivado? 設計套件的 FPGA 設計人員提供簡(jiǎn)化的開(kāi)發(fā)流程。

 圖1：Alveo V80 計算加速卡

這款全新加速卡采用全高、3/4 長(cháng)（ FH?L ）尺寸規格，由 AMD Versal? HBM 自適應 SoC 提供支持，具備 2,600,000 個(gè) LUT 邏輯單元的 FPGA 架構、10,848 個(gè) DSP 計算邏輯片以及 820 GB/s 的存儲器帶寬，從而助力克服性能瓶頸。與前代產(chǎn)品 AMD Alveo U55C 計算加速卡相比，Alveo V80 的邏輯密度至高翻倍、存儲器帶寬至高翻倍且網(wǎng)絡(luò )帶寬可高至 4 倍①，可以實(shí)現強大的計算集群，同時(shí)還能優(yōu)化卡、服務(wù)器數量以及機架空間。

 面向大型數據集和內存密集型工作負載專(zhuān)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載進(jìn)行廣泛應用。作為一款  4x200G 網(wǎng)絡(luò )附接加速卡，該卡可以實(shí)時(shí)處理大量傳入數據，避開(kāi) GPU 遇到的 PCIe? 連接限制。

   圖 2：大規模加速計算密集型內存受限工作負載

Alveo V80 加速卡可通過(guò)以太網(wǎng)擴展到數百個(gè)節點(diǎn)實(shí)現計算集群，非常適合一系列高性能計算應用，包括基因組測序、分子動(dòng)力學(xué)和傳感器處理。 在網(wǎng)絡(luò )安全方面，內置 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(xiàn)速數據包檢測和 AI 支持的異常檢測。該加速卡還非常適合計算存儲和數據分析，能夠在同一張卡上集成壓縮和查詢(xún)加速，從而增加有效存儲容量，同時(shí)更快獲得洞察。此外，它還適合于各種金融科技應用，包括策略回測、期權定價(jià)以及金融建模與仿真。

案例：天體物理學(xué)計算飛躍聯(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(xiàn)陣列，該天線(xiàn)陣列目前包含 420 張 Alveo U55C 加速器卡用于處理無(wú)線(xiàn)電波，以研究早期宇宙并探索星系演化。CSIRO計劃借助 Alveo V80 加速卡縮減占板面積與成本，并將所需加速卡的數量精簡(jiǎn)多達 66%，同時(shí)應對來(lái)自望遠鏡 131,000 個(gè)天線(xiàn)的新信號處理任務(wù)?？紤]到卡、服務(wù)器、機架空間和功耗的潛在減少，每卡算力的躍升預計可帶來(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(xiàn)是因為它能夠實(shí)時(shí)處理大量傳感器數據。對于我們的下一代波束成形器和相關(guān)器來(lái)說(shuō)，降低總擁有成本勢在必行。 Alveo V80 加速卡是對上一代 Alveo U55C 卡的技術(shù)階躍提升，以經(jīng)濟高效的占板面積提供了緊湊、節能的解決方案②?！?/p>

  圖 3：AMD Alveo V80 加速卡實(shí)現的預估傳感器處理和 TCO 節?、冢▍⒁?jiàn)尾注 ALV-16②）

   為 FPGA 設計人員簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)Alveo V80 加速卡經(jīng)由 Alveo Versal 示例設計（ AVED ）完全可為傳統硬件開(kāi)發(fā)人員使用，現已在 GitHub 上提供。AVED 利用傳統 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。示例設計采用在 AMD Versal 自適應 SoC 上實(shí)現并專(zhuān)門(mén)針對 Alveo V80 加速器卡的預構建子系統，提供了高效的起點(diǎn)。在系統層面，Alveo V80 計算加速卡簡(jiǎn)化了系統集成并提供了快速的量產(chǎn)路徑。通過(guò)使用預先驗證的部署卡，設計團隊可以避開(kāi) PCB 集成、庫存管理和產(chǎn)品生命周期管理任務(wù)。

  現已出貨

  Alveo V80 已投入量產(chǎn)，現可從 AMD 和授權經(jīng)銷(xiāo)商處購買(mǎi)。敬請訪(fǎng)問(wèn) www.amd.com/v80，了解全新加速卡如何為您的基礎設施重新定義計算；閱讀產(chǎn)品簡(jiǎn)介和數據一覽以了解詳細規格，或聯(lián)系專(zhuān)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)布的規格。(ALV-13)。

② ：基于 CSIRO 在 2023 年 10 月進(jìn)行的獨立“早期試用體驗”性能和成本分析估算，比較了 420 張 Alveo U55C 加速卡的現有實(shí)施與 140 張 AMD Alveo V80 加速卡的預期實(shí)施。預計總擁有成本以三年期計算，包括電力和冷卻運營(yíng)支出的預計成本。所有性能和成本節省聲明均為 CSIRO 提供的估算值，未經(jīng) AMD 驗證。性能和成本效益受各種假設和變量影響，且可能基于系統配置和其他因素而發(fā)生變化。 結果僅針對 CSIRO，可能不具典型性。有關(guān)更多詳細信息，請參見(jiàn)圖 (3) (ALV-16)。