2021-04-21

*1、什么是FPGA**

FPGA是一种可以重构电路的芯片，通过编程，用户可以随时改变它的应用场景，它可以模拟CPU、GPU等硬件的各种并行运算。通过与目标硬件的高速接口互联，FPGA可以完成目标硬件运行效率比较低的部分，从而在系统层面实现加速。

**2、FPGA的优势**

CPU、GPU 都属于冯•诺依曼结构，指令译码执行、共享内存。而FPGA是无指令、无需共享内存的体系结构，这一结构使得FPGA芯片比 CPU 甚至 GPU 的能效要高得多。

冯氏结构中，由于执行单元（如 CPU 核）可能执行任意指令，就需要有指令存储器、译码器、各种指令的运算器、分支跳转处理逻辑。由于指令流的控制逻辑复杂，不可能有太多条独立的指令流，因此 GPU 使用 SIMD（单指令流多数据流）来让多个执行单元以同样的步调处理不同的数据，CPU 也支持 SIMD 指令。

而 FPGA 每个逻辑单元的功能在重编程（烧写）时就已经确定，不需要指令。

如果使用 GPU 来加速，要想充分利用 GPU 的计算能力，batch size 就不能太小，延迟将高达毫秒量级。

而使用 FPGA 来加速的话，只需要微秒级的 PCIe 延迟。

**使用 FPGA 方案的好处 **

1、价格低廉

FPGA价格远低于RTX 3090显卡；

2、货源充足

FPGA可以替代封装机中的GPU，缓解目前市场上显卡价格高，货源少的问题；

3、节省功耗

FPGA芯片方案功耗仅为RTX 3090显卡的30%，可以有效的节省电力及机柜费用；

4、功能多样

FPGA硬件可通过重新配置架构来变更工作职能，即便不被使用在Filecoin挖矿场景，或不是用来替代GPU硬件，依然有其他用途，残值率高；

5、体积小巧

FPGA方案专为计算和存储工作负载而设计，外形小巧但配置极高，内有100GbE 网络和 PCI Express 4.0，可以部署在任意的服务器中；

6、性能强劲

使用FPGA代替GPU来进行P2封装作业， 双卡封装效率最高可达10.2T/日。