曾被微軟放言取代馮氏結構的FPGA，被阿里雲玩「活」了

摘要： 對於專業人士來說，FPGA (現場可編程門陣列)並不陌生，由於其硬體並行加速能力和可編程特性，在傳統通信領域和IC設計領域可謂是大放異彩，一直都被廣泛使用。但是，大部分人還不是太了解它。

對於專業人士來說，FPGA (現場可編程門陣列)並不陌生，由於其硬體並行加速能力和可編程特性，在傳統通信領域和IC設計領域可謂是大放異彩，一直都被廣泛使用。但是，大部分人還不是太了解它。

開發門檻過高，硬體加速演算法的發布和部署保護要求非常高，FPGA的使用一直沒有走入平常百姓家。也就導致FPGA的計算潛力還沒有得到深入的挖掘。

最近幾年裡，FPGA頻繁出現，應用在包括救生醫療系統、面向無線計算和移動應用的 IT 設備、高清及 3D 電視、汽車導航、駕駛員輔助與信息娛樂系統以及視頻監控攝像系統等多個領域內，甚至還被用在火星探測器的太空任務，FPGA變得不那麼高冷了。微軟曾經放言，將在數據中心裡，使用FPGA「代替」CPU。這一系列的動作都不得不讓我們重視FPGA的計算潛力。

先來說說FPGA 為什麼快？

提到FPGA就要先來說說馮諾依曼結構，CPU和GPU。二者都是指令解碼執行、共享內存。相比較下，FPGA 之所以比 CPU 甚至 GPU 能效高，本質上是無指令、無需共享內存的體系結構帶來的福利。

傳統基於 CPU 的單一架構雲服務經過多年粗放發展，逐漸難以維持快速增長的計算需求。在雲端使用 FPGA 開發高能效定製硬體，從而降低計算成本已成大勢所趨。

阿里雲依託多年開發完善的阿里雲平台體系，從VM鏡像擴展到FPGA鏡像，將 FPGA 技術帶入主流互聯網市場。

FAAS平台簡化FPGA開發部署流程

除了傳統通信領域的廣泛應用，FPGA作為一個異構加速器，阿里集團也越來越多的使用FPGA進行業務加速。但是由於不能系統化的對這些異構加速器進行管理，導致無法納入整個阿里雲飛天系統進行服務輸出。

阿里雲研發的舜天平台（即FAAS舜天平台），提供了與公共雲飛天系統兼容的統一軟硬體介面和高效的FPGA開發架構，能夠安全的保護核心的FPGA IP分發部署，有效支撐了外部客戶和阿里集團的大規模FPGA加速業務以及異構計算生態建設。

在阿里內部手淘圖片項目中，FPGA-F3雙卡單台伺服器提供的計算力約相當於7台CPU伺服器，大幅降低了Capex成本，並且通過簡化運維管控，從而也大幅降低了Opex成本和TCO，TCO相對CPU伺服器降低了40%。

在簡化流程方面，阿里雲FaaS舜天平台也是下足功夫。避免了傳統的FPGA開發原理設計、PCB設計、PCB生產、裝配測試和板卡啟動調試等最底層工作漫長的周期，極大簡化了整個FPGA的設計流程。

使用FaaS實例，無需硬體周期；邏輯設計階段，也可直接跳過板卡啟動調試以及介面調試，可以直接開始用戶邏輯設計；而且，Role的提供，也可簡化或者省略一部分用戶邏輯的設計。

不僅如此，阿里雲FaaS舜天平台還強化了安全體系增強，管控系統與飛天專有雲stack進行了深度整合，能夠賦能客戶專有雲場景的FPGA開發、管理和部署。除了全面兼容阿里雲飛天系統，與阿里雲生態組件也全面打通，從而更好的支撐FPGA異構加速在各種雲形態上的應用場景。

小結

總的來說阿里雲FaaS舜天平台能夠支持全面的雲形態，是全球首家能夠輸出專有雲和公共雲的、集雲上FPGA開發、部署、管控、IP分發於一體的統一平台，並且與阿里雲生態全面打通，為用戶打造健康、強大的的雲上FPGA異構計算生態。通過雲上便捷的輸出高性價比的算力，使得FPGA開發的便捷性觸手可得。

作者：雲攻略小攻

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