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2014超算大会上的三个FPGA演示:键值存储,低延迟25G以太网MAC,NVMe控制器

发布者:jackzhang 时间:2014-11-29 17:33:23

作者:Steve Leibson, 赛灵思战略营销与业务规划总监
今天是新奥尔良SC14(2014年超算大会)展览大厅开放的第一天,赛灵思展台已经充满了各种演示。赛灵思公司数据中心架构师Shreyas Shah为我快速了演示其中的三个demo:
• FPGA快速键值存储
• FPGA25G以太网Mac
• 基于FPGA的NVMe存储控制器

键值存储用于许多数据库应用中,如NoSQL和memcached。键值数据库存储关联的一个简单数据对(也即键与值),而且数据库通过键来访问相 关联的值。键值存储很简单,扩展性很好,这意味数据库的规模可以相当大,而这正是基于Web为消费者提供服务的应用的关键需求。尽管关系型数据库曾经在复 杂数据中心应用中风靡一时,但许多常见的、基于Web的服务和应用通常只包括简单的查询,并不需要关系数据库相关的复杂性。

SC14 上的演示展示了带有一个板上赛灵思FPGA Virtex-7 690T FPGA 的 一个PCIe开发板,其上运行一个memcached应用。一个英特尔8核至强CPU 以软件方式运行同一个memcached应用。Memcached的FPGA技术实现不需要CPU的任何干预,并且以太网线路速率高达10Gbps。而软 件版本,需要8个之中的3个CPU参与,并且依据Linux调度器的不同性能表现差异很大。即便软件版本采用最佳的调度器,其吞吐率也只有 1.8Gbps,峰值也只是FPGA实现的不到20 %。平均来说,相较于CPU实现,FPGA版本速度快10倍,而且功耗只需大约10%。

下面是该演示的视频:


低延迟25G以太网MAC演示展示了赛灵思新的以太网MAC和PCS IP,支持新的25G以太网联盟 规范。该演示显示了两个评估板上的UltraScale FPGA,每个运行一个25G以太网MAC,驱动两板之间的5米铜电缆。电缆直接连接到FPGA上。

Shreyas并没有明确告诉我“低延迟”对25G以太网MAC来说到底意味什么。他只说了两件事:第一,延迟小于100纳秒;第二,您需要联系您附近友好的赛灵思销售人员来获取更多技术细节。

下面是低延迟25G以太网MAC的演示视频:


最后,shreyas演示了一个基于FPGA的NVMe存储控制器的实现,在PCIe接口上面运行NVMe协议。NVMe为基于PCIe的 SSD(固态硬盘)定义了优化的寄存器接口、指令集和特征集。在演示中,FPGA操作一个作为NVMe驱动器的512G字节Flash存储器。

下面是基于FPGA的NVMe演示视频:


原文链接:
http://forums.xilinx.com/t5/Xcell-Daily-Blog/Three-FPGA-demos-from-SC14-...

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