近年來，資料中心加速器市場正成長迅速，據Research And Markets的相關資料顯示，從2018年到2023年，資料中心加速器市場將從28.4億美元增長到211.9億美元，年複合增長率(CAGR)為49.47%。其中，FPGA預計將會是年複合增長率最高的細分市場，該增長將由企業級工作負載加速應用對FPGA越來越多的採用而驅動。
資料中心系統中，採用FPGA方案可以帶來很多好處。Achronix中國區銷售總監郭道正表示：“首先帶來的是效率的提升，對於某些應用來說，FPGA相比CPU和GPU會有更好的性價比，因為FPGA天生存在的價值就是可程式設計的，並不像很多晶片的那種固定的配置，當有新型應用的時候，通過FPGA演算法的改變就可以適配新的應用。但如果採用晶片來做，客戶還需要重新去做硬體設計;還有就是FPGA的操作和部署，因為它是板卡，所以使用者可以根據自己的需求去放置對應的數量，從而可以進行快速的部署。”
為什麼雲端加速需要FPGA?
眾所周知，過去10G的網路一般都是採用CPU來做資料處理，但隨著網路頻寬的越來越大，像25G甚至100G的網路，傳統CPU的處理方式顯然會非常有壓力。一方面，由於CPU不只是需要處理網路資料，還要處理更多應用方面的資料資訊。所以，從大概幾年前起，業界已經陸續開始將一些網路方面的資料處理加速交給FPGA。
而另一方面，隨著如今移動互聯和包括5G在內的高速傳輸應用越來越多，這些大規模的應用產生的資料量可謂十分驚人。最終，這些資料也需要被拿來存儲和分析的，Achronix市場行銷副總裁Steve Mensor表示：“如果我們仍然以來現在的CPU來處理，速度會非常慢。因此，現在的資料中心都開始用硬體，包括FPGA來運行和存儲相關的這些應用。從性能指標上做對比的，總體來看FPGA相比傳統的CPU，性能會提升10-100倍的量級，這也是為何FPGA成為越來越多應用場景做雲端加速方案的首選。”
最開始將FPGA用在資料中心的就是微軟公司，之後亞馬遜也開始效仿微軟的設計，這兩大的雲服務巨頭其實是有相當強的實力和工程資源來將整個FPGA方案集成在板子上和伺服器上面的，從而將硬體做集成一體化。但對很多Tier 2的企業來說，他們並沒有這個資源和實力，Achronix市場行銷副總裁Steve Mensor表示：“如果一味的將加速器集成在伺服器一起，會浪費太多的資源，得不償失。因此，對Tier2的客戶來說，他們更希望能夠直接用到基於FPGA的加速方案，將自家的演算法和API配置到加速卡上，去開發自己的業務。”這就讓Achronix與BittWare本次合作推出的VectorPath S7T-VG6加速卡更具看點。
存儲和介面創新有多重要?
從官方的發佈內容來看，VectorPath S7T-VG6是由Achronix和Molex旗下FPGA加速器產品供應商BittWare聯合推出的一款全新的、面向高性能計算和資料加速應用的FPGA加速卡。加速卡的核心即為今年5月Achronix正式對外發佈的7nm的Speedster7t FPGA晶片，能夠被用於快速開發人工智慧/機器學習(AI / ML)、網路和資料加速應用的平臺。
據Achronix透露，這款加速卡是面向未來2-3年的應用，其主要對標的市場為資料中心的雲端和邊緣計算加速領域。Molex副總裁Sam Bichara表示：“首先，在PCIe介面上，現在業界還普遍在用PCIe Gen3X16的介面，且我們目前測試的也是這種介面。但在板卡端的設計上，我們預留了PCIe Gen4的介面，未來的話Achornix的FPGA晶片實際上也是可以支援到Gen5即32G的速率。如果說業界的關於PCIe伺服器已經逐漸在市場上成為主流之時，我們的板卡只需要做相應的軟體升級，在用戶端就可以直接應用。”
除此之外，在網路介面方面，Steve Mensor告訴記者：“我們會提供可支援一系列工業標準協定和線速的硬體MAC和FEC IP，去支援客戶做網路介面的開發。目前的網路介面主要有兩種，一個是基於QSFP56，這種介面大概是200GbE，因為目前整個業界400G還沒有真正起量，100G基本上相對也比較成熟，無論是伺服器還是交換機端逐漸都在朝著200G去做開發，比如現在一些大的資料中心客戶也都慢慢開始佈局200G的技術。但更多小客戶的伺服器和交換機大多還集中在10G、25G和40G這幾個級別，這樣的話我們可以提供多種的方案。比如用銅纜的話，可以採用一分四或一分二的方式，分別將200G或兩個100G的線分出多個介面，將它們分別安裝在機房的介面上面。同樣，另一個QSFPDD的400G介面，也可以利用銅纜或光模組將其分散到機房裡。不過目前，400G介面的在市場上還比較少見，一般實驗室或者終端的客戶往往都還停留在10G、25G、40G、50G，甚至像100G和200G的都比較少。所以，我們還會提供線纜的方案，客戶可以根據自己系統的情況將這些介面很好的做適配。”
同時，在存儲方面主要用的是GDDR6，輔助用DDR4。究其原因，Steve Mensor表示：“相對目前客戶的應用比如像集成在晶片上的HBM2這個級別的存儲來說，我們的這個配置是非常靈活的，同時價格也可以很低。因為，HBM2的價格是很貴的，它需要集成到晶片上，而且也比較複雜。對於相當一部分客戶的應用，是不會把很多的資料放在GDDR6上面的，這樣的話有DDR4在這裡可以提供一個很好的性價比。”
存儲之後，Achronix還創新性的引入了可擴展的OCuLink介面。郭道正解釋到：“因為現在在很多資料中心和用戶端，很多是基於NVMe的應用，提供高速存儲系統，因為NVMe也是PCIe的介面，所以它可以和OCuLink結合起來，做NVMe的接入。同時，它對於卡級的級聯通過OcuLink介面也可以做高速通道來處理，具有低延時，高頻寬。另外，有的客戶認為板卡的介面對他們來說還是不夠硬，那麼他們可能會開發一個附加的板卡，通過OCuLink的介面和他們的附加的板卡連接起來，做附加的I/O擴展。最後就是新系統的集成，包括我們舊板子和Debug板子，包括新協定的板子和演算法，也可以通過OCuLink結合起來做特別的處理。”這種靈活的設計方式，進一步提升了客戶在產品開發上的差異化能力。
小結：
總之，借助於Achronix不久前推出的Speedster7t獨立FPGA晶片的硬實力，加之BittWare公司FPGA加速器技術的強力輔助，Achronix如今在資料中心加速器市場可謂邁出了關鍵一步。但未來，Achronix還需直面賽靈思和Altera等強勁對手的反擊，編者認為，Achronix仍需繼續以核心技術為主導，吸引有實力和名氣的合作夥伴打造更多高性價比產品，借助他們的管道來步步反噬競爭對手的市場，才能在日益激烈的資料中心加速器市場贏得一席之地。