Xilinx推出基于FPGA的100GbE智能网卡Alveo SN1000

  本周Xilinx数据中心事业群举办了2021春季产品发布会，推出了基于FPGA的100GbE智能网卡Alveo SN1000、命名为Smart World的AI视频分析平台和算法加速交易解决方案这三大类产品。接下来，就让我们分别看看这三大类产品各有什么特点吧!

Xilinx DCG部门推出的三大新产品

  Alveo SN1000智能网卡是本次发布会唯一的硬件产品。作为业界热点，Xilinx已经在智能网卡领域有了多年的积累。通过收购SolarFlare公司，Xilinx推出了代号为X2的具有基本卸载功能的网卡。紧接着在刚刚过去的2020年，基于SolarFlare的IP，Xilinx又推出了支持25GbE网络端口的Alveo U25智能网卡。新一代的Alveo SN1000智能网卡不仅丰富了卸载功能，并且将网络端口带宽提升到了100GbE。

Xilinx智能网卡系列产品

  Alveo SN1000智能网卡是一款功能丰富的产品，板卡上除了FPGA芯片之外，还有一片16核心的NXP Arm SoC CPU芯片，使得这块网卡的功耗达到了75W。相对于普通网卡2、30W的功耗而言，更高的功耗使得Alveo SN1000网卡具有更强的可编程性，并且支持多种高级编程语言。ARM CPU和FPGA的组合，更使得这块智能网卡可以像交换机一样实现数据和控制平面的分离。

Xilinx Alveo SN1000智能网卡主要特点

  ARM CPU负责整个的控制平面，对数据的各种处理则全部都在FPGA里面进行。在Alveo SN1000智能网卡的FPGA里，Xilinx已经预置了OvS和VirtIO这两类卸载功能，这使得用户不需要再从头开发相应的代码。

Xilinx Alveo SN1000智能网卡分离的数据和控制平面

  由于FPGA强大的可编程性，在Xilinx预置的OvS、VirtIO功能之外，用户还可以加入自己开发的数据压缩、解密、过滤等多种功能，进一步丰富这块网卡的卸载加速能力。对于云数据中心用户而言，这种灵活可编程性正是其所需要的。

Xilinx Alveo SN1000智能网卡卸载加速功能

  通过Xilinx已有的Vitis Networking套件，用户还可以在Alveo SN1000智能网卡上使用P4编程语言，再由Vitis Networking套件将其转换为适用于FPGA的代码。由于P4编程语言擅长于网络数据的处理，这使得用户可以方便地在Alveo SN1000智能网卡上开发或完善与网络数据处理相关的协议功能。

Xilinx Alveo SN1000智能网卡对高级编程语言的支持

  总的来说，作为一款控制/数据面分离、具有高度可编程性的100GbE智能网卡，Alveo SN1000是Xilinx在这一领域向前迈进的又一步。

  Smart World是Xilinx在本次发布会上推出的一个新的解决方案。听名字似乎涵盖很广，但目前主要的功能是对视频流进行AI分析。

  Xilinx Smart World AI视频分析平台

  对于政府、零售、交通运输、安全监控等多种场合，监控摄像头会产生大量的视频数据。Xilinx建立了一个完整的视频AI分析平台，从视频数据的预处理到神经网络模型的推理，再到最终实现应用业务的加速。对于Smart World平台在每一个环节会对视频数据所做的处理工作，Xilinx在上面的框图中都分别列了出来。

  Xilinx Smart World解决方案主要基于服务器里的FPGA芯片来实现，对视频流进行人脸识别、人群数量统计、车牌识别、人流/车流监控、口罩检测等等。

Xilinx Smart World解决方案

  Xilinx本次发布的最后一个产品是针对高频交易场景的算法加速交易解决方案。高频交易要求极低的传输时延，而这正是SolarFlare卸载技术专注的领域。现如今，Xilinx在SolarFlare技术的基础上，将其打造成一个基于FPGA芯片的平台。

Xilinx算法加速的交易解决方案

  在高频交易场景下如果按照传统的方式用CPU来对数据进行处理，则NIC卡接收到的数据需要经由PCIe链路传递给CPU，CPU使用通用计算核心和用户算法来分析数据，分析结果再经由PCIe通道传回给NIC卡。如果使用NIC卡上的FPGA来处理这一部分的工作，就可以节省数据在PCIe通道上的来回传输时间，从而降级时延。当然，相对于为高频交易场景专门开发的芯片和算法，Xilinx基于FPGA的方案无法做到最低程度的时延，但这一平台的好处是用户拿来即可使用，极大地缩减了部署时间。

Xilinx算法加速交易带来的低时延

  在算法加速的交易平台上，Xilinx为用户提供了芝加哥商品交易所用到的高频交易算法作为参考示例。对于开发高频交易算法的公司而言，这些算法是其核心竞争力之所在，通常不会公之于众。因此，Xilinx的算法加速交易平台为不同用户开发适合自己使用的算法提供了基础，可以节省算法开发时间，并让用户测试不同算法的效果。

  总 结

  一款智能网卡硬件产品和两个软件平台，是本次Xilinx数据中心部门春季发布会最主要的内容。除此之外，Xilinx还推出了令人大感兴趣的App Store平台。在现如今的市场上，单纯销售裸芯片已经无法满足用户快速推出产品的要求，更多的是要在销售芯片或硬件板卡的同时提供满足用户需求的功能IP。Xilinx App Store平台明显借鉴了Apple Store的理念，用户在购买了Xilinx硬件产品之后，可以在App Store平台上下载所需的IP模块或解决方案，将其加载到硬件芯片上，从而缩短产品开发周期。对于开发好了的IP模块，开发者也可以上传到App Store上，在全球范围内吸引用户购买和下载。如此一来，如Alveo SN1000这样的智能网卡在发布之初就可以具有丰富的软件特性。

Xilinx App Store平台

  随着硬件设备开箱即用的理念逐渐深入人心，类似于Xilinx App Store这样的平台会有越来越多的趋势，Xilinx在这方面做出了很好的尝试。