SoPC FPGA云平台软硬件协同交互框架及深度学习加速应用

摘要

为了有效提升数据中心的计算能力并降低功耗,各大互联网公司已在其内部数据中心大规模部署FPGA专用板卡并构建加速集群,并将FPGA资源以云服务(FaaS,FPGA-as-a-Service)的形式进行租售,用户可以按需部署使用FPGA加速器.然而,目前商业FPGA云平台内部节点均为x86处理器通过PCIe总线与FPGA芯片板卡进行交互,因此受服务器内部空间尺寸和PCIe接口可扩展性等限制,FPGA云平台已开始显现出部署密度低、成本高等问题.为解决上述问题,本文提出并实现了一套基于SoPC FPGA的云平台原型.在此原型基础上,以深度神经网络(DNN,Deep Neural Networks)加速处理应用为例对云平台软硬件协同交互框架进行介绍,部署加速器并验证了加速应用软件执行流程的可行性与正确性.