聚焦SC15：基于Xilinx Kintex FPGA的快速图像处理器

作者：kenshin

图像处理在互联网利于应用广泛，尤其是一些社交网站，即时通讯工具，云存储，CDN(内容分发网络)以及一些大型网站，每天都要处理大量的图片流量，为了降低图片存储空间，提高传输速率，需要对图片进行统一的裁剪，制成缩略图。下面要介绍的是联科集团（ClusterTech）在SC15上展出的基于Xilinx Kintex系列 FPGA实现的快速图像处理器以及软件对比Demo。

联科图像处理器（CIP）是一款设计为添加在服务器上的板卡硬件，核心工作原理是采用先用可编程门阵列（FPGA）技术，将图片压缩的处理过程从CPU下方给CIP,利用其几十倍于CPU的处理能力实现加速，配合目前行业普遍采用的ImageMagick / GraphicsMagick处理技术，可数倍至数十倍加速其编解码过程和缩放裁剪操作，大大提高服务器的图像处理能力，降低延迟和功耗。

图1 联科图像处理器

这款处理器是基于Xilinx Kintex-7 325T FPGA实现，根据联科集团的报告，此款处理器的图像处理能力相当于10个通用CPU，并且其功率消耗只有15W，大约是CPU功耗的10%，基于此款产品实现的图像处理服务器最终总成本可高达80%。

同时联科集团也给出了软件应用性能对比Demo，如下图所示：

图2 联科图像处理器性能展示

Demo演示：

实验对比是采用联科处理器与CPU运行同一套程序，同时开始处理140张图片，将其裁剪成缩略图。左侧是联科处理器，右侧是普通CPU，由此我们可以明显看出性能上的差距，联科处理器能迅速处理完140张图片，而右侧的CPU在相同的时间内只处理了24张图片，而且可以看到CPU消耗的功率大约是联科处理器的10倍。

这种基于FPGA实现的硬件加速，功耗大幅降低的应用已经不算少了，尤其是在数据中心应用中体现的尤为明显。同时联科集团还提供其他基于FPGA实现的硬件加速器，如基于Xilinx Kintex UltraScale系列FPGA的数据压缩处理器和RAID擦除处理器等，想获取更多信息，可访问联科官方网站： www.clustertech.com 。