FPGA在其他领域的应用(二)

计算机技术和存储技术发展迅猛。如今，云计算正在实现对传统 IT 功能和全新功能的整合。例如，许多大型数据中心目前正在同时提供传统的 IT 服务以及新型的数据分析服务。

因此，这些大型数据中心需要使用高效的服务器和存储系统。利用频率调节来提升性能的方式已成历史，传统的 CPU 技术已成为性能的桎梏。频率调节方式的终结引发 CPU 转向多核处理。然而，由于 I/O 和内存带宽的限制，多核处理在提升实际应用程序性能方面会使收益呈现递减态势。

计算机和存储

FPGA可用来提升大型数据系统的性能。 FPGA 通过为网络和存储系统提供定制的高带宽、低延迟连接，实现了更快的数据处理速度。此外，FPGA 提供压缩、数据过滤和算法加速等功能。

云计算

随着云计算的需求逐年扩张，FPGA 在硬件层面带来了分载功能，可大幅提升整体系统性能。

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云计算

机器学习

随着人工智能对数据中心的渗透，机器学习应用程序持续发展且广度逐年扩大。针对这一迅速发展的领域，可重复编程的 FPGA 支持不断实现最新算法和神经网络拓扑结构。

• • 机器学习/卷积深度神经网络（CNN）。

机器学习

如今的数据中心需要利用高效的存储系统来发挥最佳性能。英特尔 FPGA 提供高速数据处理解决方案和存储处理解决方案，以缓解 I/O 瓶颈、提高存储网络性能表现。

• • 网络存储及 RoCE
  • NAND 闪存
  • NVMe
  • 分载引擎

NAND FLASH

金融/高性能计算（HPC）

在金融行业，基于软件的算法和分析可以分载到 FPGA 硬件中，减少延迟。在高性能计算时，可能阻碍 CPU 性能的并行任务可以分载到 FPGA 中，减少 CPU 开销、降低系统延迟。

• • 金融加速
  • 金融分载

高性能计算

自从智能电话面市后，无线数据用量每年都在翻倍，这推动了移动网络和移动骨干网无线标准 (3GPP, CPRI) 以及网络体系结构的变革。

移动无线

移动蜂窝基础设施从传统的模拟电路交换系统发展到了今天基于正交频分复用接入 (OFDMA) 和多输入多输出 (MIMO) 的 4G 包交换数字系统。在此期间，下载速度从数 10 Kbps 增长到数 10 Mbps，相应的改变了网络的物理层和上层。不断提高的数据速率促使体系结构发生了巨大的变化，包括，宏小区、微小区和微微小区，形成了异构网络 (HETNET)。

无线通信

载波汇集、CoMP 和 eICIC 等当今的 LTE 高级功能被应用在 LTE 网络中，提高了数据容量，而集中式 RAN (C-RAN) 和 5G 经过研究，其峰值下载速率达到了 Gbps 范围。

这些动态需求促使无线基础设施运营商采用灵活而且不会过时的 FPGA 技术。英特尔提供全面的系列 高性能，中端 和 低成本 FPGA，包括 知识产权 (IP)、高级信号处理技术和 参考设计 在内的完整的辅助支持系统满足了无线应用的处理带宽和灵活性要求。

基带

为了满足千兆字节级别的带宽和具有不同特征的广谱范围的需求，未来的无线基础设施需要向着本地灵活性和可编程性的方向发展。

• • 5G
  • CRAN

手机基带

无线电

今天的无线基础设施主要围绕由许多不同规格的无线电设备组成的异构网络而构建，包括宏小区、宏基站、微微蜂窝和毫微微蜂窝基站。

数字化前端 (DFE)。

无线电

微波回程

为了实现快速上市和推出更多特性，市场需要一个可扩展、灵活且具备差异化特性的平台，以降低功耗和节省总体拥有成本。

• • 回程
  • 前传

微波回程

固网的发展非常迅速，接入网融合了多种服务，支持语音、视频和数据传送。创新的接入技术需要灵活的平台以迅速实现解决方案，而大批量应用市场则需要低成本解决方案。在接入设备中使用 低成本可编程逻辑FPGA和是实现量产的快速无风险途径。接入网流量的大幅度增长导致对高性能芯片和接口技术的迫切需求。

有线接入

FPGA应用：

接入

• • 接入
  • PWE3
  • VoIP
  • 数据包
  • 有线接入流程

联网

• • 联网
  • 架构接口
  • 协议桥接
  • 多协议标记切换
  • 流量

传输

• • 传输
  • 光传送网

光传输网

部分文章来源：INTEL PSG

作者：卿萃科技ALIFPGA

原文地址：卿萃科技FPGA极客空间 微信公众号

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