人工(gōng)智能(néng)、數據中心等技術熱點對(duì)CPU的計(jì)算(suàn)性能(néng)提出了(le)更高(gāo)的挑戰，而傳統CPU處理(lǐ)器面對(duì)此挑戰明(míng)顯已經無法滿足其性能(néng)要求。CPU性能(néng)的缺口使政府部門(mén)、互聯網企業不斷斥重金(jīn)來(lái)新建以及擴建數據中心，但(dàn)仍無法滿足迅速增長的數據處理(lǐ)需求。因此衆多企業開(kāi)始尋求新的技術來(lái)對(duì)其某一應用(yòng)進行加速。     随着FPGA工(gōng)藝以及技術的不斷更新FPGA從(cóng)最初的邏輯器件發展成爲現(xiàn)在的包含SOC、DSP以及高(gāo)速串口信号等技術的全方位的處理(lǐ)平台，從(cóng)而越來(lái)越被廣泛的應用(yòng)于電力、高(gāo)新能(néng)計(jì)算(suàn)、工(gōng)業、航天等領域。2013年微軟采用(yòng)FPGA來(lái)加速Bing搜索引擎，使服務器總體成本下(xià)降40%；Facebook采用(yòng)FPGA主控PCIE解決大(dà)數據的存儲需求。

一、解決方案

1.1算(suàn)法加速     本方案是基于FAST的軟硬件架構實現(xiàn)，如圖1所示，軟件用(yòng)戶程序可以通過簡單的程序接口即讀寫命令實現(xiàn)與FPGA加速算(suàn)法的數據通信。基于FPGA硬件并行的處理(lǐ)特點，在算(suàn)法實現(xiàn)時(shí)可以同時(shí)并行運行多種不同的實現(xiàn)算(suàn)法，已達到(dào)多應用(yòng)并行處理(lǐ)的需求。另外(wài)，在硬件實現(xiàn)單算(suàn)法時(shí)，根據算(suàn)法的功能(néng)特點可以将算(suàn)法進行流水(shuǐ)化或并行化處理(lǐ)，從(cóng)而加速數據處理(lǐ)效率。 1.2網絡功能(néng)卸載加速     在提供算(suàn)法加速的方案同時(shí)，本公司還提供對(duì)網絡功能(néng)的卸載加速，如TCP協議(yì)棧的卸載，1588時(shí)間同步算(suàn)法的卸載等加速。其中TCP協議(yì)棧卸載加速方案參見本公司TOE解決方案;1588時(shí)間同步算(suàn)法卸載參考OpenTSN的解決方案。     另外(wài)，本公司還提供特定軟件功能(néng)硬件加速定制功能(néng)，其中特定功能(néng)是指具有特殊規則并且功能(néng)獨立的網絡功能(néng)，例如：
        1. 網絡報(bào)文(wén)規則深度解析/過濾；
        2. 硬件高(gāo)速查表匹配；
        3. 高(gāo)效的報(bào)文(wén)決策處理(lǐ)；
        4. 精準的輸出調度及轉發策略執行等。     這(zhè)些(xiē)功能(néng)可以通過将一些(xiē)确定處理(lǐ)規則通過硬件實現(xiàn)，來(lái)緩解軟件處理(lǐ)以及軟件與硬件數據通路的壓力，使得部分通用(yòng)功能(néng)基于硬件處理(lǐ)控制，而複雜(zá)的任務在交由軟件處理(lǐ)，從(cóng)而緩解系統的處理(lǐ)負載以及提高(gāo)系統的處理(lǐ)效率，實現(xiàn)結構如圖2所示。