用于数据分析的英特尔® FPGA

英特尔一直在采用开放标准构建模块的软件定义基础设施之上,开发大数据分析框架和库。从开放的企业级软件平台到分析构建模块、运行时优化、工具、基准和用例,英特尔® 软件可让大数据和分析更快速、更轻松、更有洞察力。示例包括 Apache Hadoop 和 Spark 优化框架、英特尔数据分析加速库(英特尔 DAAL)和 BigDL:Apache Spark 上的分布式深度学习,后者运行于适用于深度神经网络的英特尔数学核心函数库(英特尔 MKL-DNN)之上。

这些英特尔框架和库正在与英特尔 FPGA 加速选项进行集成。客户可以运行未经修改的应用,这些应用可在英特尔至强®、英特尔 FPGA 或其它英特尔平台上运行。此外,英特尔还提供具有端到端编排、虚拟化和安全性的 FPGA 加速框架。英特尔正在与合作伙伴生态系统联手提供具备多功能单英特尔 FPGA 的非结构化、NoSQL 和关系型数据存储加速,可加速数据流、网络、数据访问和算法。

概述

关系数据库

传统关系数据库可以通过网络、数据流和数据访问的内联加速和协议卸载,从显著加速中获益。   内联加速器包括压缩、过滤和加密。FPGA 还可以用于内存访问任务,如高速缓存管理或内存映射访问。索引/查找和过滤的运行速度很快,因为 FPGA 非常适合与其灵活的数据路径进行散列和模式匹配。

一个重要要求是客户的 SQL 应用和数据库方案无需修改即可运行。英特尔合作伙伴 Swarm64 AS 提供了一款面向 PostgreSQL、MariaDB 和 MySQL 数据库的交钥匙加速解决方案 - Swarm64 SDA。Swarm64 SDA 将 PCIe* FPGA 卡、面向 Linux* 的相关驱动程序软件以及面向这些数据库的标准接口的软件插件结合在一起。 

通过使用带有 256GB 内存的英特尔至强 E5-2695v4 处理器和基于英特尔 Arria® 10 的 PCIe 卡,Swarm64 AS 在 PostgreSQL 9.6 上实现了更快速的高速数据分析和实时分析。与本地 PostgreSQL 9.6 数据库相比1,Swarm64 AS 在通过 Swarm64 SDA 加速的 PostgreSQL 9.6 数据库中实现了超过 5 倍的数据插入和查询加速。 Swarm64 预测,他们的传统数据仓库应用将实现大约 2 倍的加速,存储压缩将超过 3 倍1

Hadoop/Spark

英特尔正在利用一种通过集成到英特尔框架来完全隐藏 FPGA 的方法,为 Hadoop/Spark reduce 或 “shuffle”阶段提供更好的压缩率。 

有 3 个额外的 Spark 加速机会:

  • Ingest/Kafka:提取、转换和加载 (ETL) 与过滤(合作伙伴)
  • BigDL:深度学习加速(调查)
  • 机器学习 MLlib:ALS、其它… (MCP POC)

NoSQL

重要卸载也可用于 NoSQL 数据存储。例如,英特尔合作伙伴 AlgoLogic FPGA 通过网络协议卸载、本地缓存管理和快速查找功能加速键值存储。AlgoLogic 展示了以不到十分之一的延迟每秒传递多 3 倍消息的能力。它们还演示了通过 FPGA 加速,与仅限软件的 KVS 相比,延迟可以预测。这个可预测延迟在编写服务水平协议时非常重要,可保持 99% 的延迟低于特定值。 

合作伙伴解决方案

Swarm64*

IT 对数据的需求正持续增长,从提供高可用性和管理存储到实施近乎实时的分析。关系数据库和 SQL 仍然是企业级数据分析的支柱。Swarm64 为 PostgresSQL* 提供了一款创新加载项,适用于最常见的数据库和存储应用。它使 IT 部门能够轻松处理大量高速数据,并帮助消除引入新 IT 系统所潜藏的风险和成本。最重要的是,Swarm64SDA* 能够显著提升数据处理和分析速度,以满足苛刻的工作负载要求。Swarm64SDA 利用最新一代的英特尔® FPGA 为您的分析用例提供行业领先的性能。

Swarm64SDA 可扩展为每秒数十亿行和数百万个插入,有助于将大量结构化和非结构化数据转换为可行的洞察。它支持广泛的物联网 (IoT) 功能,如监控网络连接、收集来自一系列智能设备的传感器输出、获取来自客户的行为数据或来自数据中心或机器园区的遥测数据。通过以近乎实时的方式快速分析大型数据集,Swarm64 支持对各种用例立即采取行动,如威胁检测、客户转化和预测性维护。

该解决方案易于使用,而且经济高效,可无缝添加至最常见的数据库,包括 PostgreSQL、MariaDB* 和 MySQL*。

在处理过程中,Swarm64 的创新方法将重新设计数据库和数据流的数据结构,目的是减少查询期间所接触的数据,并提高需要处理的数据在系统中的移动速度。英特尔 FPGA 提高了 I/O 吞吐量,并减少了 CPU 需要处理的数据量和操作数。软件层将英特尔 FPGA 处理和专有数据结构整合到加载项中,后者通过标准接口连接到所支持的数据库。

Swarm64 解决方案支持 CPU 和英特尔 FPGA 之间的无缝配合,可解决通过网络或典型云基础设施访问存储的延迟增加和带宽限制问题。该解决方案可将存储与计算分离,从而实现资源的灵活运用和出色的性价比。

了解 Swarm64 解决方案 Swarm64SDA 的优势 - 采用英特尔® Arria® 10 FPGA 的无缝插件 Swarm64 解决方案

 

视频


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解决方案简介


了解有关 Swarm64* 如何利用英特尔® FPGA 加速大型、近乎实时的工作负载的数据处理和分析。

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产品和性能信息

1

在特定系统中对组件性能进行特定测试。硬件、软件或配置的任何差异都可能影响实际性能。当您考虑采购时,请查阅其他信息来源评估性能。如欲了解有关性能及性能指标评测结果的更完整信息,请访问 http://www.intel.cn/content/www/cn/zh/benchmarks/benchmark.html。