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サーバーコンピューティングで私が見た最も興味深い傾向の1つは、標準CPUから離れ、グラフィックチップ（GPU）およびフィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）として知られる再構成可能なプロセッサでより多くの処理を行うことです。 この現象は、しばしば異種コンピューティングと呼ばれます。
ここでの概念は新しいものではありません。GPUやその他のアクセラレーターは、高性能コンピューティング（HPC）やスーパーコンピューターで長年にわたって一般的になっています。 しかし最近、インテルが従来のCPUに加えてFPGAを含めるようにいくつかのサーバーチップパッケージをカスタマイズし、主にFPGAのハードウェア命令として実行できる特定のアルゴリズムを持つ大規模なハイパースケールクラウドコンピューティングプロバイダーを対象とした方法について詳しく聞いています。 これは、より一般的なCPU命令でソフトウェアとして実行するよりもはるかに高速です。
これは、FPGAメーカーのアルテラを買収するというインテルの最近の計画の重要な推進力でした。 Intel CEOのBrian Krzanich氏は、クラウドワークロードの最大30％が、10年の終わりまでに何らかのFPGAアクセラレーションを持つと予想していると述べました。 マイクロソフトはすでにアルタFPGAを使用して、Bing検索などのクラウドサービスの多くを強化しています。
より一般的な企業のコンピューティングケースでは、FPGAを使用するほとんどの企業（またはGPU）に1つの大きな障害があります。CPUと並んでこれらのチップでソフトウェアを同時に動作させることは非常に困難です。 （企業のワークロードやHPCでさえ、常にいくつかのCPUが必要です。ネットワーキングなどの他の種類のアプリケーションでは、ハードウェア企業はFPGAを使用するだけです。）GPUコンピューティングでは、NvidiaのCUDAやKhronosグループのOpenCL標準は物事を簡単にしますが、HPCと機械学習アルゴリズムの多くがGPUを使用していることは確かです。 現在、アルテラなどのFPGAメーカーもOpenCLをサポートしていますが、より一般的な企業コンピューティングの場合は、難しすぎることが判明しています。
最近、私はこれを簡単にすることを望んでいるいくつかの企業と話をしました。
BitfusionはTechCrunch Disruptで初めて見たスタートアップです。 そのテクノロジーの目的は、プラットフォームごとにアプリケーションを書き換えることなく、CPUからGPUまたはFPGAにアプリケーションを移動できるようにすることです。 CEO Subbu Ramaが説明したように、このパッケージは、ソフトウェア開発者が使用する一般的なオープンソースライブラリを探し、その中の機能をGPUまたはFPGAを利用できる機能に置き換えることで機能するようになりました。 彼が説明したように、大企業はコードを書き換えることができるかもしれませんが、中規模企業はできません。 アプリケーションには、科学計算、リスク分析や高頻度取引などの金融アプリケーション、石油およびガスセンサーデータの処理などのデータ分析が含まれます。
最終的に、彼は、これがそのようなライブラリを呼び出すあらゆる言語で動作する可能性があると言いました。 ライブラリを置き換えることは、FPGAやGPUのカスタムコードを書くほど効率的ではないかもしれないが、はるかに簡単だと彼は述べた。
Bitfusionは、3つの異なるモデルで製品を提供する予定です。既に独自のアクセラレータを持っている企業向けの純粋なソフトウェアとして。 アプライアンスに事前インストールされています。 または、Rackspaceとのパートナーシップを通じてクラウドにデプロイされたアプリケーションの場合。 当初はアルテラFPGAを使用しますが、他のプロセッサでも動作する可能性があると同社は述べています。 ラマは、最初の顧客は現在これを使用しており、今後数か月以内に一般公開される予定です。
SRCはやや異なるアプローチを取っています。 1999年以来、政府機関向けに「再構成可能なサーバー」を作成しており、現在、ハイパースケールのデータセンターとWeb運用を目的としたソリューションを作成しています。 Saturn 1サーバーと呼ばれる、HPのMoonshotシャーシに差し込むカートリッジであり、SRCは従来のマイクロプロセッサー設計の100倍のコンピューターパフォーマンスを提供できると主張しています。 （同社は通常、大規模な顧客向けに、大型のラックマウントシステムとフルサイズシステムも販売しています。）
CEO Jon Huppenthalによると、これが違うのはCarteと呼ばれる特別なコンパイラで、FPGAアーキテクチャで実行できるシリコン設計にコードを変換します。 彼は、SRCが90年代にスーパーコンピューターのパイオニアであるSeymour CrayとJim Guzyによって設立されて以来、SRCが最初はビジネス顧客向けにコンパイラーを作成してきたと語った。 彼は、SRCのアプローチの1つの違いは、Carteが汎用システム向けではなく、SRCのアーキテクチャに具体的に関連付けられているため、パフォーマンスと一貫性が向上することです。 Saturn 1は2つのアルテラFPGAを使用します。1つはユーザーコードを実行します。 もう1つは、1つのIntelプロセッサと共に、システムを迅速に実行し続けます。 現在、同社は第12世代の再構成可能なプロセッサを搭載していると付け加えました。
これはより大規模なコンピューティングセンターを主な目的とする、より高価なソリューションですが、以前のアプローチよりもアクセスしやすくなっています。
より多くのメインストリームタスクにFPGAまたは再構成可能なプロセッサを使用するという考え方は新しいものではありません。 ただし、これがハードウェア設計者や軍事用途以外の従来の顧客にとっても可能になるには長い時間がかかりました。 これらの新しいアプローチは、このテクノロジーがより一般的に使用されるようになる前兆となる可能性があります。ただし、価格/パフォーマンスの改善がベンダーの主張と一致し、テクノロジーが使いやすくなった場合のみです。 新しいアプローチは、その方向への一歩です。
