彈性因應運算需求變革 FPGA顯著強化AI/大數據處理
文.詹益瑋 發布日期:2017/10/03 關鍵字:英特爾Altera微軟雲端運算

物聯網(IoT)、人工智慧(AI)蓬勃發展,數據處理需求不僅日益龐大,也越來越多元化;尤其以AI應用來說,現行CPU/GPU硬體配置越來越難因應演算法進化、多元情境轉換,現場可程式邏輯閘陣列(FPGA)進而逐漸成為發展智慧聯網的另一選項。為此,英特爾(Intel)自2015年收購Altera起持續投入FPGA研發,近來則陸續推出各種相關解決方案,協助微軟(Microsoft)、亞馬遜(Amazon)等廠商/機構強化運算業務,以期加速實現智慧連網世界。

英特爾可編程解決方案事業部亞太區副總裁莊秉翰表示,待影音串流等服務更為普及、自駕車與智慧工廠等新技術應用落地,未來將有500億個聯網裝置,創造每年多達2,300EB的海量數據,如何安全、有效率地處理數據會是一大挑戰;為求有效縮短雲/端之間的傳輸、運算、轉換流程,FPGA加速器可望成為理想的解決方案。

基於FPGA的高度彈性/可擴充性,莊秉翰指出,由CPU、FPGA加速器等機制構成之異質運算架構(Heterogeneous Architecture)可對不同數據類型、業務內容作調整,進行更有效率的運算作業。以深度學習來說,現階段考慮到演算法沒幾個月就會革新一次,比方人臉辨識機制可能從16位元降至8位元或更低,相較CPU/GPU的固定架構缺乏彈性,FPGA可透過重新編譯等方式調整作業與分工模式,減少CPU運算上的浪費。

再者,以數據中心為例,FPGA可在白天數據用量較高時加速即時運算,夜間用戶較不活躍時轉而協助進行數據壓縮/解壓縮或存儲作業等,達成更具運算、耗能效率的配置。莊秉翰透露,微軟數據中心現已全面導入FPGA,並將在下一代深度學習解決方案中採用該公司最新的Stratix FPGA加速器,也激發亞馬遜、阿里巴巴、騰訊、百度等大廠紛紛跟進。

目前英特爾已有Stratix 10、Cyclone 10等4個系列的FPGA加速器,近日亦已發布代號Falcon Mesa、支援第四代PCIe等次世代技術的10奈米FPGA晶片,因應包括5G、數據中心、智慧城市、自動駕駛等,涉及海量數據處理的應用。除了前述幾大雲端服務商,尚有中興通訊、京東商城、奧迪汽車等廠商採用FPGA解決方案,亦已導入哈佛大學、麻省理工學院(MIT)、歐洲核子研究組織(CERN)等研究機構。

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