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如何在數據中心部署深維FPGA+CPU圖像處理解決方案

2020-03-12 10:44:25 深維科技

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編者按：實現了技術方面的突破，那么要如何與生產環境集成呢？如何在實際的業務體系中實現對FPGA優勢更好的應用？實際部署是其中最值得探討與研究的方向。對此，深維科技進行了一系列的探索與嘗試，形成了以下幾種方案。

部署問題

1.1 如何與生產環境集成

在云端，ThunderImage通常會與OBS進行集成，用戶端發送對圖片的請求，CDN檢查是否存在本地緩存，如不存在則向OBS發送請求，OBS通過相應參數與ThunderImage交互，生成相應的圖片格式，最終通過CDN返回給用戶端。這種與OBS集成的在線處理的方式，帶來的是帶寬成本以及存儲成本的降低，以及QoS的提升。

1.2 FPGA產品部署方面

目前，FPGA產品在部署方面可以劃分為公有云方案以及私有云方案兩種方式。深維科技目前所擁有的解決方案對行業輸出的產品形態主要分為公有云：SaaS、Instance以及鏡像服務；私有云以及線下產品：軟硬一體機。所應用的場景包括手機、電商、社交、CDN、云存儲、視頻等。

1.3 私有云部署方案

針對私有云部署，架構基于視頻加速卡的硬件環境，服務器上層相應的操作系統以及虛擬化處理相結合，覆蓋賽靈思驅動層、管理層工具等部分。深維科技的方案部署于此架構上，直接面向相應的應用場景。

1.4 Alveo U50部署方案

Alveo U50采用了UltraScale+架構，集成了超高帶寬的8GB HBM2存儲器技術，所以大幅縮小了產品尺寸。以此為基礎的方案是當前計算密度最高的處理方案，對于數據中心服務器升級來說更加便捷。

2. 案例分析

上圖為某社交網絡云相冊縮略圖生產的實際案例，單節點吞吐性能提升可以達到16倍，TCO可以降低到一半，并且具有更優質的服務質量體驗。因為其集群規模更小，所以維護起來更加方便。

2.1 公有云部署

公有云部署主要涉及平臺、功能以及服務幾個方面。其中云上的服務形態包括SaaS、Instance、Image三種。SaaS的優勢是易部署，起步費用較低，方便小規模用戶集成使用。Instance的集成更加靈活，封裝比較完整，成本相比SaaS更低。對于Image來說，購買云主機以及鏡像，需要在服務器端將應用與鏡像完美集成，這意味著我們可以有機會將整體方案的最好性能發揮出來，因此Image方式的性能是最強的，并且可以實現深度的定制。

2.2 某視頻網站WebP轉碼方案

上圖為某視頻網站WebP轉碼方案的實際案例，我們在云端上的整體性能都是有保障的，雖然云端的CPU為VCPU，在性能上會有些損耗，但整體性能收益一般情況下都會有20倍以上的性能提升。

綜上，深維科技ThunderImage圖像處理方案，支持豐富的編解碼算法，能夠適應差異化的應用場景，同時，無縫兼容業界常見算法平臺。高效便捷的應用體驗與部署方式，對于無論是公有云，私有云還是混合云端的應用來說都是一種新的優化與選擇。

關于深維科技：

北京深維科技有限公司（簡稱深維科技）成立于2016年，由中國頂級FPGA軟件和硬件開發人員組成。公司團隊在多媒體處理，HPC應用和異構系統架構設計方面擁有豐富的經驗。致力于成長為領先的異構加速應用領域FPGA計算平臺供應商，為更多行業和應用提供支持。

深維科技基于FPGA + CPU的異構計算技術，為數據中心應用提供超高性能的圖像和視頻處理解決方案和產品。除此之外，深維科技還為高性能計算和大數據應用，如存儲壓縮加速和地震勘探等應用提供解決方案和設計服務。

關鍵詞： FPGA CPU