人工智能、數(shù)據(jù)中心等技術(shù)熱點(diǎn)對CPU的計(jì)算性能提出了更高的挑戰(zhàn)，而傳統(tǒng)CPU處理器面對此挑戰(zhàn)明顯已經(jīng)無法滿足其性能要求。CPU性能的缺口使政府部門、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)不斷斥重金來新建以及擴(kuò)建數(shù)據(jù)中心，但仍無法滿足迅速增長的數(shù)據(jù)處理需求。因此眾多企業(yè)開始尋求新的技術(shù)來對其某一應(yīng)用進(jìn)行加速。     隨著FPGA工藝以及技術(shù)的不斷更新FPGA從最初的邏輯器件發(fā)展成為現(xiàn)在的包含SOC、DSP以及高速串口信號(hào)等技術(shù)的全方位的處理平臺(tái)，從而越來越被廣泛的應(yīng)用于電力、高新能計(jì)算、工業(yè)、航天等領(lǐng)域。2013年微軟采用FPGA來加速Bing搜索引擎，使服務(wù)器總體成本下降40%；Facebook采用FPGA主控PCIE解決大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需求。

一、解決方案

1.1算法加速     本方案是基于FAST的軟硬件架構(gòu)實(shí)現(xiàn)，如圖1所示，軟件用戶程序可以通過簡單的程序接口即讀寫命令實(shí)現(xiàn)與FPGA加速算法的數(shù)據(jù)通信?；贔PGA硬件并行的處理特點(diǎn)，在算法實(shí)現(xiàn)時(shí)可以同時(shí)并行運(yùn)行多種不同的實(shí)現(xiàn)算法，已達(dá)到多應(yīng)用并行處理的需求。另外，在硬件實(shí)現(xiàn)單算法時(shí)，根據(jù)算法的功能特點(diǎn)可以將算法進(jìn)行流水化或并行化處理，從而加速數(shù)據(jù)處理效率。 1.2網(wǎng)絡(luò)功能卸載加速     在提供算法加速的方案同時(shí)，本公司還提供對網(wǎng)絡(luò)功能的卸載加速，如TCP協(xié)議棧的卸載，1588時(shí)間同步算法的卸載等加速。其中TCP協(xié)議棧卸載加速方案參見本公司TOE解決方案;1588時(shí)間同步算法卸載參考OpenTSN的解決方案。     另外，本公司還提供特定軟件功能硬件加速定制功能，其中特定功能是指具有特殊規(guī)則并且功能獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)功能，例如：
        1. 網(wǎng)絡(luò)報(bào)文規(guī)則深度解析/過濾；
        2. 硬件高速查表匹配；
        3. 高效的報(bào)文決策處理；
        4. 精準(zhǔn)的輸出調(diào)度及轉(zhuǎn)發(fā)策略執(zhí)行等。     這些功能可以通過將一些確定處理規(guī)則通過硬件實(shí)現(xiàn)，來緩解軟件處理以及軟件與硬件數(shù)據(jù)通路的壓力，使得部分通用功能基于硬件處理控制，而復(fù)雜的任務(wù)在交由軟件處理，從而緩解系統(tǒng)的處理負(fù)載以及提高系統(tǒng)的處理效率，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)如圖2所示。