微软计划如何通过FPGA注入来提高云速度

正在升级Microsoft的Azure云，以加快整体数据中心性能和特定计算工作负载。

添加到平台的大量新服务器将配备现场可编程门阵列(FPGA)--一种芯片，其核心逻辑可以使用软件进行重新配置。

FPGA的灵活特性使他们能够比在CPU上运行的软件更快速地定制处理特定的计算任务，这就是服务器传统处理的工作负载的方式。随着新方法被识别为加速任务或新任务被识别，这些任务或新任务能够被加速，因此FPGA的可延展特性允许它们被重新配置。

尽管微软自2010年以来就尝试在其数据中心使用FPGAs作为Catapult项目的一部分，但这些新的Azure和Bing生产服务器中的FPGAs通过一种快速网络体系结构连接在一起，微软称之为Configurable Cloud，有效地创建了一个可按需使用的几十万FPGA池。

"数据中心中的每个FPGA可以以少量微秒到达每一个(以数百数千的比例)，而没有任何中间软件，"根据微软项目弹射器研究人员发布的一份新文件。

据研究人员称，微软已经使用该FPGA池加速Bing搜索，以加快网络加速，并且将来也可以部署用于帮助大规模的机器学习和生物信息学。

在测试中，使用此池的可配置云FPGA的服务器能够更快地解决Bing查询，并且在高需求的时间中更不易陷入停顿。

微软早期使用FPGA的实验使用了不同的网络体系结构，它只允许最多48个FPGA直接通信，限制了可用的、共享的FPGA处理能力。

Microsoft的新可配置云体系结构不仅使平台能够提供大量的FPGA池，可以根据需要进行挖掘，而且还允许将FPGA应用于新任务。

在这种新架构中，FPGA与数据中心网络紧密耦合，从而允许加速与数据中心基础架构相关的任务。

为此，微软一直在尝试使用Azure的可配置云FPGA层来加速数据通过其网络的速度，通过高速传输数据。

微软表示，其生产数据中心中的大多数新服务器进入超过15个国家，五大洲正在使用可配置的云架构与FPGA进行安装。

在每台服务器的内部，Microsoft在自己的主板上使用IntelAlteraStratixVD5FPGA，配备4GB的DDR3-1600RAM。CPU和FPGA可以通过PCIExpressGen3总线在每个方向以16Gbps通信。每个主板使用两个独立的40Gb以太网接口连接到可配置的云网络中，这些接口分别连接到服务器的网络接口卡(NIC)和机架(ToR)交换机的顶部。

因为FPGA板位于服务器和流向网络和来自网络的数据之间，所以它可以在其进出服务器时对其上的数据进行操作。

该方法允许FPGA作为加速器，用于本地计算任务，并在其通过网络时处理在传输中的数据。

"我们展示了一种用于FPGA间通信的可靠通信协议,其实现与现有技术相当的延迟,同时扩展到几十万节点,"...........

微软不是唯一的技术巨头，除了CPU之外，还可以加快数据中心的速度。谷歌正在使用它自己的专用集成电路，它调用一个张量处理单元，以支持它的机器学习努力。

英特尔正在使用内置FPGA和包括戴尔EMC、Google和IBM在内的众多技术巨头构建至强CPU，本周宣布计划在CPU和FPGA之间建立新的、更快的接口构建服务器。

硬件加速器（如FPGA、GPU和ASIC）的使用增加的原因各不相同，但部分原因是，由于构建越来越快的CPU的难度增加，需要寻找新的方法来提高数据中心性能。

DevOps、虚拟化、混合云、存储和运营效率只是我们将要强调的一些数据中心主题。星期一及星期三交付