Anonim

Sovellukset ovat sotilaallisia, liittyvätkö lääketieteelliseen kuvantamiseen vai ovatko ne tieteellisen laskennan alalla, hän uskoo, että FPGA-keskittyvillä järjestelmillä on mahdollisuus siirtyä perinteisiin mikroprosessoripohjaisiin järjestelmiin.

Kun tarkastellaan nopeuden, koon, painon ja virrankulutuksen tekijöitä, FPGA-laitteisto on nyt paljon parempi kuin perinteiset mikroprosessorit, Devlinin mukaan.

”Nopeus, jonka saat bitti- ja kokonaislukujen käsittelyyn, on ilmiömäistä. Yksi tarkkuus liukuluku on myös hyvä; voit saada reilusti yli 25Gflopsia. Tupla-tarkkuuden liukuluku pienempi, koska se vie enemmän kiinteistöjä ja laskennallinen kyky on noin neljännes siitä, mitä saat yhdellä tarkkuudella. Virrankulutus on paljon vähemmän, mikä on tärkeä asia, jos käytät tällä hetkellä tietokoneiden klustereita ”, hän lisää.

n

FPGA-signaalien prosessointitekniikan toimittajan RF Engines -yrityksen myyntijohtaja Simon Underhay on vaikuttunut nykypäivän tekniikasta, vaikkakin kommentteissaan varautuneempi. "FPGA: iin on ehdottomasti siirtynyt", hän on samaa mieltä. ”Pentium-tyyppinen prosessori on silti hyvä yleisiin tarkoituksiin, ei reaaliaikaisiin juttuihin, joissa voit odottaa vastausta. DSP on hyvä monille matalan tason, alemman laskentatehon sovelluksille, mutta uskon, että FPGA: t tarjoavat tällä hetkellä suurimman prosessointitehon yhdessä käytettävissä olevassa sirussa. ”

RF-moottorien viimeaikainen osallistuminen Bonnissa olevaan Max-Planck-Institut Radio Radioastronomie (MPIfR) -laitteeseen on hyvä esimerkki nykypäivän FPGA: n voimasta. MPIfR: ssä on 100 metrin radioteleskooppi ja se käyttää 100 MHz: n spektrometrin ydintä, joka perustuu RF-moottorien HyperSpeed ​​Fast Fourier -muunnostustekniikkaan, jotta 400 MHz: n radiotaajuudet voidaan analysoida 30, 5 Hz: n tarkkuudella. Tämä saavutetaan yhdessä Xilinx Virtex II Pro P70 -piirissä.

Underhay selittää: ”Kun puhuimme ensimmäistä kertaa kaverien kanssa Saksassa, puhuimme myös Jodrell Bankin kanssa, joka oli ostanut noin 30 henkilökohtaista tietokonetta tekemään vastaavan radiotähtitieteellisen sovelluksen. Koska he kaikki kasvoivat käyttämällä ohjelmistoja ja yleisiä suorittimia, he tunsivat olonsa mukavaksi. Max Planck -ryhmät käyttivät aikaisemmin korrelaattoria, joka veti kaksi tai kolme telinetelinettä. He halusivat jotain halvempaa ja parempaa suorituskykyä. ”

Devlin haluaa vertailla mikroprosessoreita ja FPGA-koneita lentokoneiden moottoreihin, koska siinä mikroprosessori on kuin mäntämoottori. Hiilivety tulee sisään, sytytetään, jotta jotain menee pystysuoraan liikkeeseen ja joka muunnetaan potkuria käyttäväksi pyöreäksi liikkeeksi. FPGA on kuin suihkumoottori. Vaiheiden välillä ei ole; ilma tulee sisään, sytytetään ja kulkee suoraan läpi. "Suihkumoottori on muuttanut lentomatkaa, mutta mäntämoottorilla on tietysti etuja muualla, esimerkiksi autossa", Devlin sanoo.

Kun Nallatech aloitti ensimmäisen kerran FPGA-laitteiden käytön korkean suorituskyvyn laskentajärjestelmissä, laitteet lisättiin prosessorina kiinnostaviin Transputers-, i860s- ja DSP-cocktaileihin. Nykyään kaikki perustuu Virtex FPGA: iin.

Käännös tapahtui vuonna 1998, kun Transputer vanhentui. ”Seuraava paras asia tuolloin oli TI: n C6-prosessori, erittäin samansuuntainen laite, jossa oli useita prosessoriyksiköitä. Mutta en edelleenkään saanut tietoa sisään ja ulos siitä riittävän nopeasti ”, Devlin selittää.

I / O-kaistanleveys on selvästi avaintekijä FPGA: n laskennalliselle vetoomukselle. "Voiman ja maan lisäksi kaikki muut tapit ovat I / O, enkä voi tehdä sitä paremmin", hän sanoo. "Se on myös puhdas I / O siinä mielessä, että voin tehdä sen mitä haluan, kun taas mikroprosessorilla sinulla on oltava protokolla."

Jaettu muistin ja muistilohkojen yhdistelmä, joka nyt sisältyy huippuluokan FPGA-moduuleihin, on toinen suuri plus. ”Kuvankäsittelyä varten voin pitää, sanoen, konvoluutiomaskini kokonaan FPGA: n sisällä eikä minun tarvitse vetää asioita muistiin ja ulos. Puskuroitua tietoa voidaan pitää myös sisäisesti ”, Devlin selittää.

Nallatech käyttää prosessoreita silloin, kun tarvitaan monimutkaista, peräkkäistä ohjausta - esimerkiksi virtalähteen hallinta käynnistyksen yhteydessä -, mutta ne ovat pieniä pehmeitä ytimiä FPGA: n sisällä.

Tietenkin, suuri este FPGA: lle, joka korvaa mikroprosessorit korkean suorituskyvyn laskentamaailmassa, on vanhan koodin siirtäminen FPGA-järjestelmiin. Uudet sovellukset ovat helpompia, mutta sinun on silti selvitettävä, kuinka algoritmeja suoritetaan tehokkaasti rinnakkain.

Toisin kuin sulautetut järjestelmät, korkean suorituskyvyn tietojenkäsittelyssä tapahtuu myös paljon jatkuvaa kehitystä ja ohjelmointia, joka voi olla päivittäinen työ. Devlinin mukaan osa etenemissuunnasta voi olla jotain kuin tavallisen käyttöjärjestelmän käyttö FPGA: lle.

Alteran edustaja Pat Mead ehdottaa, että vastaus voi olla FPGA: t, jotka on täytetty useilla pienillä konfiguroitavilla pehmeillä suorittimilla, joihin voit lisätä mukautettuja ohjeita ja laitteistokiihdytysyksiköitä. ”Laitteisto on aina nopein ratkaisu, mutta siirryt tätä kompromissilinjaa pitkin, jossa toisessa päässä et halua koskettaa ohjelmistoa ja toisessa muutat kaikki ohjelmiston algoritmit laitteistoksi. FPGA: n hieno asia on, että ne peittävät kaikki välipisteet ”, hän sanoo.