فيديو: بنتنا يا بنتنا (سبتمبر 2024)
أحد الاتجاهات الأكثر إثارة للاهتمام التي رأيتها في حوسبة الخادم هو الابتعاد عن وحدات المعالجة المركزية القياسية ونحو القيام بمعالجة أكثر على رقائق الرسومات (GPUs) والمعالجات القابلة لإعادة التشكيل المعروفة باسم صفائف بوابة قابلة للبرمجة في الحقل (FPGAs). وغالبًا ما يشار إلى هذه الظاهرة باسم الحوسبة غير المتجانسة.
المفهوم هنا ليس جديدًا - لقد كانت وحدات معالجة الرسومات وغيرها من المعجلات شائعة بشكل متزايد في الحوسبة عالية الأداء (HPC) أو أجهزة الكمبيوتر العملاقة لسنوات. لكن في الآونة الأخيرة ، سمعنا المزيد حول كيفية قيام Intel بتخصيص بعض حزم شرائح الخادم لتضمين FPGA بالإضافة إلى وحدة المعالجة المركزية التقليدية ، والتي تهدف بشكل أساسي إلى موفري الحوسبة السحابية الفائقة الحجم الذين لديهم خوارزميات محددة يمكنهم تشغيلها كتعليمات الأجهزة على FPGAs. يجب أن يكون هذا أسرع بكثير من تنفيذها كبرنامج على تعليمات وحدة المعالجة المركزية الأكثر عمومية.
كان هذا هو المحرك الرئيسي لخطة إنتل الأخيرة للحصول على شركة ألتيرا FPGA. قال الرئيس التنفيذي لشركة إنتل براين كرزانيتش إنه يتوقع أن يصل إلى 30 في المائة من أعباء العمل السحابية نوع من تسارع FPGA بنهاية العقد. تستخدم Microsoft بالفعل Altera FPGAs لتشغيل العديد من خدماتها السحابية مثل بحث Bing.
كانت هناك عقبة واحدة كبيرة أمام معظم الشركات التي تستخدم FPGAs - أو بالنسبة إلى وحدات معالجة الرسومات هذه - في حالات حوسبة الشركات النموذجية: جعل تشغيل البرنامج بشكل متزامن على هذه الرقائق جنبًا إلى جنب مع وحدة المعالجة المركزية أمرًا صعبًا للغاية. (بالنسبة لأحمال عمل الشركات وحتى HPC ، ستحتاج دائمًا إلى بعض وحدات المعالجة المركزية ؛ في أنواع أخرى من التطبيقات ، مثل الشبكات ، قد تستخدم شركات الأجهزة فقط FPGA.) بالنسبة إلى حوسبة GPU ، رأينا أشياء مثل CUDA لـ Nvidia و Khronos معيار OpenCL للمجموعة ، مما يجعل الأمور أسهل ، وقد رأينا بالتأكيد الكثير من خوارزميات HPC والتعلم الآلي تستخدم وحدات معالجة الرسومات. الآن يدعم صناع FPGA ، مثل Altera ، OpenCL أيضًا ، ولكن في حالة الحوسبة العامة للشركة ، ثبت أنه صعب للغاية.
لقد تحدثت مؤخرًا مع اثنين من الشركات التي تأمل في تسهيل ذلك.
Bitfusion هو بدء تشغيل رأيته للمرة الأولى في TechCrunch Disrupt؛ تهدف تقنيتها إلى السماح لك بنقل تطبيق من وحدة المعالجة المركزية إلى GPU أو FPGA دون إعادة كتابته لكل منصة. كما أوضح الرئيس التنفيذي لشركة Subbu Rama ، تعمل الحزمة الآن من خلال البحث عن مكتبات عامة مفتوحة المصدر يستخدمها مطورو البرمجيات واستبدال الوظائف الموجودة داخلها بوظائف يمكنها الاستفادة من GPU أو FPGA. كما أوضح ، قد تتمكن الشركات الكبرى من إعادة كتابة التعليمات البرمجية الخاصة بها ، لكن الشركات متوسطة السوق لا تستطيع ذلك. تشمل التطبيقات الحوسبة العلمية والتطبيقات المالية مثل تحليل المخاطر والتجارة عالية التردد ، وتحليلات البيانات مثل العمل مع بيانات مستشعر النفط والغاز.
في النهاية ، قال إن هذا يمكن أن يعمل مع أي لغة تستدعي هذه المكتبات. وأشار إلى أن استبدال المكتبات قد لا يكون بنفس كفاءة كتابة التعليمات البرمجية المخصصة لـ FPGA أو GPUs ، لكنه أسهل بكثير.
تخطط Bitfusion لتقديم منتجاتها في ثلاثة طرز مختلفة - كبرنامج خالص للشركات التي لديها بالفعل معجلات خاصة بها ؛ مثبتة مسبقا على الأجهزة. أو للتطبيقات المنشورة في السحابة ، من خلال شراكة مع Rackspace. في البداية ، سيستخدم هذا Altera FPGAs ، على الرغم من أن الشركة تقول إنها يمكن أن تعمل مع معالجات أخرى أيضًا. تقول راما إن العملاء المبدئيين يستخدمون هذا الآن ، مع التخطيط العام في الشهرين المقبلين.
SRC تتخذ نهجا مختلفا بعض الشيء. لقد تم إنشاء "خوادم قابلة لإعادة التشكيل" للوكالات الحكومية منذ عام 1999 ، وهي الآن بصنع حل يهدف إلى مراكز البيانات الفائقة وعمليات الويب. يطلق عليه خادم Saturn 1 ، وهو عبارة عن خرطوشة يتم توصيلها بهيكل Moonshot من HP ، وتزعم SRC أنها يمكن أن توفر أداءً في الكمبيوتر يكون أسرع بمقدار 100 مرة من أداء تصميمات المعالج التقليدي. (تبيع الشركة أيضًا أنظمة كبيرة مثبتة على الحامل وكبيرة الحجم ، عادةً لعملائها الأكبر حجمًا.)
ما يجعل هذا الأمر مختلفًا هو مترجم خاص يُعرف باسم Carte ، والذي يحول الكود إلى تصميم من السيليكون يمكن تشغيله وفقًا لتصميم FPGA ، وفقًا لما ذكره المدير التنفيذي جون هوبنثال. أخبرني أن SRC قضى سنوات في إنشاء برنامج التحويل البرمجي ، مبدئيًا للعملاء من رجال الأعمال ، منذ أن تأسست الشركة من قبل رائد الكمبيوتر العملاق سيمور كراي وجيم جوزي في التسعينيات. وقال إن أحد الاختلافات في منهج SRC هو أن Carte ليس مخصصًا للأنظمة العامة ، بل يرتبط بشكل خاص بهندسة SRC ، مما يمنحها مزيدًا من الأداء والاتساق. يستخدم Saturn 1 جهازي Altera FPGAs - أحدهما يعمل على تشغيل رمز المستخدم ؛ الآخر الذي يبقي النظام يعمل بسرعة ، جنبا إلى جنب مع معالج Intel واحد. وأضاف أن الشركة تعمل حاليًا على الجيل الثاني عشر من المعالجات القابلة لإعادة التشكيل.
هذا حل أكثر تكلفة ، يهدف في الغالب إلى مراكز الحوسبة الكبيرة إلى حد ما ، لكنه لا يزال متاحًا بشكل أكبر من الأساليب السابقة.
إن فكرة استخدام FPGAs أو المعالجات القابلة لإعادة التكوين لمزيد من المهام السائدة ليست فكرة جديدة. ومع ذلك ، فقد استغرق الأمر وقتًا طويلاً حتى يصبح هذا إمكانية للعملاء التقليديين خارج مصممي الأجهزة أو التطبيقات العسكرية. قد تفترض هذه الأساليب الجديدة أن بداية هذه التقنية أصبحت أكثر استخدامًا - ولكن فقط إذا كانت تحسينات السعر / الأداء تتوافق حقًا مع مطالبات البائع وأصبحت التكنولوجيا أسهل في الاستخدام. النهج الجديدة هي خطوة في هذا الاتجاه.
