人工智能的發展、日益復雜的工作負載以及非結構化數據的爆炸式增長，正迫使數據中心快速轉型。隨著 5G 、人工智能（ AI ）、云計算、物聯網及自動駕駛等新一代信息技術快速演進，全球數據正呈指數級增長并呈海量聚焦態勢。


根據Million Insights的預測，到2025年，全球數據中心網絡市場規模將達到409億美元，并在預測期內（2019年至2025年）實現11.0％的復合年增長率。


“數據中心沒有模板，并不存在典型的數據中心，數據中心的工作負載是不斷持續的，動態變化，不存在單一的或某種類型的應用能夠主導數據中心。因此現在的數據中心面臨不斷變化的要求和應用，必須保持可擴展性，同時還必須保持敏捷性，能夠不斷的運行這些變化的應用，而無需進行硬件的升級和擴展?！辟愳`思數據中心市場營銷總監Ed Wright這樣說道，表達了賽靈思對于數據中心的理解。




據悉，賽靈思在很早以前就開始研究這個問題，并且也推出了解決方案——可組合式數據中心。Ed Wright解釋道，賽靈思所謂的可組合式不僅僅是計算、網絡和存儲的分離，也不僅僅是在基礎設施層面，其可組合式的數據中心指的是可以在器件的層面實現可擴展和可配置。通過這樣的方式，在器件級層面上實現可組合式，從而滿足各類應用的需求。


近日，為滿足現代數據中心發展需求，賽靈思宣布推出了一系列全新數據中心產品及解決方案，包括全新 Alveo SmartNIC 系列、smart world （智能世界） AI 視頻分析應用、一款能夠實現亞微秒級交易的加速算法交易參考設計，以及Xilinx App Store （應用商店）。


業界首款硬件可組合式SmartNIC


賽靈思是上世紀80年代中期首家實現FPGA商業化的公司?，F如今，賽靈思已經是FPGA領域的霸主。2018年初，賽靈思宣布啟動三大公司戰略，即數據中心優先、加速核心市場發展及驅動自適應計算。其目的就是要支持所有的開發者都能受益于賽靈思靈活應變的自適應平臺，加速創新進程。在數據中心優先戰略的驚人發展，讓各種各樣的軟件和系統開發者更多地加入了自適應計算的世界，成為推動公司加速由器件向平臺轉型的戰略。


2018年XDF 上，賽靈思推出功能強大的 Alveo 加速器卡產品系列，實現了數據中心優先戰略的先行落地。Alveo 旨在大幅提升云端和本地數據中心中業界標準服務器性能，推動自適應器件的普及應用。該產品系列目前已擴展至Alveo U50 、 U200、 U250 、 U280 等多款產品，并已在美國、歐洲和中國市場得到廣泛應用。


2019年 4 月，賽靈思宣布收購 Solarflare 通信公司，將領先的 FPGA、MPSoC 和 ACAP 解決方案與 Solarflare 的超低時延網絡接口卡（ NIC ）技術以及 應用加速軟件相結合，從而實現全新的融合 SmartNIC 解決方案。


早期，賽靈思的SmartNIC產品主要應對的是超大規模的數據中心和云服務提供商。這些超大規模的數據中心有很多的要求，尤其是對于線速性能的數據包處理這方面，他們對于性能的要求一直是最高的。


這些用戶的要求主要體現在三大領域：網絡、安全和存儲。加速網絡、安全和存儲卸載功能， 都是他們希望SmartNIC可以實現的。




但需求在不斷變化，為了跟上這些不斷變化的需求，包括在功能和性能上的要求，賽靈思推出了Alveo SN1000 SmartNIC，這是業界首款硬件可組合式SmartNIC。


SN1000 SmartNIC 系列基于賽靈思 16nm UltraScale+ 架構，采用低時延的賽靈思 XCU26 FPGA 和 16 核 Arm處理器。SN1000 SmartNIC 為 10/25/100Gb/s 連接提供了雙 QSFP 端口，其具備領先的小封裝性能和 PCIe Gen 4 互聯功能。SN1000 采用全高半長外形規格和 75 瓦功率封裝。


在應用方面，首先他能夠為所有的卸載提供軟件定義的硬件加速，另外他還是業界首款可組合式SmartNIC，能夠滿足不同應用的需求，而且能夠以線速性能提供特定應用數據路徑，可以用P4、C、C++編程語言實現快速靈活應變的硬件加速。



最后， SN1000所擁有的控制面和數據面分離的異構架構，是行業積極擁抱的異構計算。他可以在數據面實現管理和加速，同時也可以在控制面通過ARM的CPU來進行加速，可以實現非常高效和便捷的安全分離和遷移。


利用 Vitis Networking 平臺和 P4、C 和 C++ 等業界標準的高級編程語言，軟件開發者可以打造在 SmartNIC 上的硬件里運行的網絡功能、協議以及應用。Vitis Networking 使組織機構可以快速、輕松地組合新網絡功能與調整現有網絡功能，無需更換硬件即可處理新協議和新應用，實現面向未來投資。


據悉，SN1000 SmartNIC 能為多種類型的聯網、安全和存儲卸載提供軟件定義的硬件加速功能，例如開放虛擬交換機（ Open vSwitch ）和虛擬化加速（ Virtio.net ）。安全卸載包括 IPsec、kTLS 和 SSL/TLS，而加速存儲應用則包括 Virtio.blk、NVMe over TCP、Ceph 以及壓縮和加密業務。


微秒必爭的算法交易


除此以外，為了幫助交易者能夠使用非常復雜的策略，而且不需要進行硬件開發，就可以達到不到一微秒的一個低時延要求。賽靈思推出了一種基于賽靈思 Alveo加速卡的解決方案。


Ed Wright解釋道，當今的算法交易其實主要是兩大路徑，一個是硬件算法交易，還有一個是軟件算法交易，這兩者之間能力和性能都有很大的差異，如果想要將軟件的算法交易轉換成硬件的算法交易門檻是非常高的。而如果做硬件算法交易，就需要找到硬件開發商專門在IT系統上做設計和架構，然后才能提供解決方案。但是通過這樣的方式，成本非常高，而且交付周期非常長。


如今市場上，CPU已經到達了一個天花板，其速度已經不能再快了，其時延也不可能低于一毫秒。賽靈思推出的加速算法交易（ AAT ）參考設計，在其Vitis軟件平臺上，開發者可以通過模塊化的方式來構建并且部署基于FPGA的Alveo卡，他能夠支持庫的混搭，從而支持非常廣泛的算法交易的用例，在這個層面上再部署算法交易的框架和IP。


通過這樣的方式，交易者可以在賽靈思加速算法交易框架中，使用各種各樣的庫進行組合，并且支持C和C++語言進行編程，支持非常廣泛的各種各樣的全球的軟件開發商，并且還可以進行非常方便的集成，把內部和第三方的應用進行集成，同時使得時延降低到微秒級以下，比如說300到400毫秒，而且其使用起來也非常方便，編程也非常方便，可以大幅縮短上市時間，比如說可以從幾年縮短到幾周。這款算法交易填補了算法交易中CPU 或者定制硬件開發之間的一個市場空白，而且還能做到兩全其美。


賽靈思的更多


為了針對最復雜且對時延敏感的 AI 視頻推斷應用進行加速，賽靈思還推出了一款具有合作伙伴解決方案生態系統的 AI 視頻分析平臺。由視頻機器學習流服務器支持的賽靈思 smart world 平臺，可以提供整體應用加速，還能在單個 Alveo 加速器卡上以確定性的低于 100 毫秒的流水線時延支持多個神經網絡。其結果就是以業界最低的總擁有成本 （ TCO ）支持嚴苛的 AI 視頻分析應用。


賽靈思智能世界視頻分析解決方案雙管齊下同時解決了企業和開發者的痛點。一方面是面向開發者的開發，其解決方案進行了優化，已經去掉了硬件開發的部分，用戶不需要做任何FPGA的開發，只需要做應用的開發就可以。


另外一方面是面向客戶關注的方案部署。賽靈思聯合生態系統合作伙伴提供了隨時可部署的視頻分析解決方案。這些解決方案能夠支持智慧城市、智能醫療、智能零售等等重要領域的部署。


賽靈思擁有非常低的總體成本，還有確定性的性能，能夠支持非常廣泛的部署，并且隨著其生態系統不斷的擴展獲得更加廣泛的部署。


賽靈思還推出了一個包含諸多可立即部署的加速應用的應用商店(- Xilinx App Store)，涵蓋應用范圍從 smart world AI 視頻分析到反洗錢和實時視頻轉碼。賽靈思生態系統合作伙伴開發的容器化預構建應用提供了一種簡便方法，使得評估、購買和部署加速應用僅需幾分鐘即可完成。


這個新的應用商店不僅僅能夠方便客戶以一種全新的方式非常方便的去消費應用。同時還能夠給合作伙伴一種新的方式，把他們的應用推給相關的客戶，比如他們能夠更加方便的管理有關的許可證，更加方便的通過數字、知識產權的一些管理的計劃來獲取相關的一些數據，并且能夠更好的給客戶來推送他們的應用。


說在最后


最后， 賽靈思數據中心事業部網絡與存儲產品管理總監Kartik Srinivasa總結道，賽靈思產品的優勢或者說差異化所在，主要是從產品的架構，或者是產品組合的內核來說，賽靈思是可組合式的自適應計算加速平臺。



賽靈思在器件的層面上可以組合，并且可編程，自適應，這也是其產品系列，包括SmartNIC和人工智能產品，以及金融加速產品的共性。

關于數據中心市場，賽靈思不僅僅是有直接提供的器件、工具，還有非常好的垂直整合的解決方案，這些是賽靈思自己或者賽靈思和合作伙伴一起推出的，能夠大幅縮短產品的上市時間。