介紹

近年來，向基于NAND閃存的存儲(chǔ)遷移和非易失性存儲(chǔ)器快車?（NVMe?）的引入，為技術(shù)公司以不同的方式“做存儲(chǔ)”增加了許多機(jī)會(huì)1。實(shí)時(shí)數(shù)字業(yè)務(wù)的快速增長和多樣化要求這種創(chuàng)新，以便實(shí)現(xiàn)新的產(chǎn)品和服務(wù)。因此，新的存儲(chǔ)產(chǎn)品順應(yīng)了更高的帶寬、更低的延遲以及減少占地面積和總擁有成本的趨勢(shì)--這對(duì)于依賴大型基礎(chǔ)設(shè)施的公司來說是至關(guān)重要的改進(jìn)。最近的市場報(bào)告2預(yù)測(cè)，NVMe市場將以約15%的年均增長率增長，到2020年達(dá)到570億美元。NVMe市場繼續(xù)發(fā)展，并在三個(gè)領(lǐng)域?qū)で筮M(jìn)一步的技術(shù)創(chuàng)新。

1. 存儲(chǔ)虛擬化以提高靈活性和安全性

2. 靠近存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的局部數(shù)據(jù)處理

3. 優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)施的分類存儲(chǔ)3

2018年3月，BittWare發(fā)布了250系列FPGA產(chǎn)品，該產(chǎn)品提供了創(chuàng)新的解決方案，以滿足存儲(chǔ)市場的需求。250系列產(chǎn)品采用Xilinx? UltraScale+? FPGA和MPSoC，在單芯片中提供ASIC級(jí)功能，符合存儲(chǔ)行業(yè)的技術(shù)需求6。通過將NVMe與可重構(gòu)邏輯FPGA和MPSoC相結(jié)合，BittWare提供了一類新的存儲(chǔ)產(chǎn)品，在快速發(fā)展的市場中具有關(guān)鍵的差異化優(yōu)勢(shì)；Xilinx器件的靈活性和可重構(gòu)性保證了基于20的解決方案可以保持最新的功能，因?yàn)镹VMe標(biāo)準(zhǔn)隨著時(shí)間的推移會(huì)融入新的功能5。

本應(yīng)用說明介紹了BittWare支持FPGA和MPSoC的250系列加速器產(chǎn)品如何用于讓客戶為下一代物聯(lián)網(wǎng)和云基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建高性能、可擴(kuò)展的NVMe基礎(chǔ)架構(gòu)。

NVMe路線圖

自2011年NVMe誕生以來，NVMe聯(lián)盟一直非常活躍。事實(shí)上，NVMe協(xié)議目前正從三個(gè)角度發(fā)展，分別定義在不同的規(guī)范中。除了基本的NVMe規(guī)范外，NVMe管理接口（NVMe-MI）詳細(xì)介紹了如何管理通信和設(shè)備（設(shè)備發(fā)現(xiàn)、監(jiān)控等），而NVMe over Fabric（NVMe-oF）則推動(dòng)了如何通過網(wǎng)絡(luò)與非易失性存儲(chǔ)進(jìn)行通信，以呈現(xiàn)協(xié)議的傳輸不可知性9。

隨著時(shí)間的推移，隨著越來越多來自不同行業(yè)的用戶開始采用NVMe，新用戶對(duì)新功能的需求進(jìn)行了定性，并對(duì)規(guī)范提出了新的想法。NVMe協(xié)議的應(yīng)用還在不斷增加，它正在產(chǎn)生創(chuàng)新。硬件和軟件公司正在通過引入新的外形因素、創(chuàng)造新的產(chǎn)品和設(shè)備等方式來尋找新的方式進(jìn)入內(nèi)存。NVMe生態(tài)系統(tǒng)的重點(diǎn)是為用戶提供擴(kuò)展到數(shù)據(jù)中心或超大規(guī)模基礎(chǔ)設(shè)施的手段，協(xié)議規(guī)范將繼續(xù)朝著這個(gè)方向發(fā)展9。

2019年將發(fā)布NVMe基礎(chǔ)規(guī)范的1.4修訂版，這將帶來數(shù)據(jù)延遲、非易失性數(shù)據(jù)的高性能訪問和多個(gè)主機(jī)之間數(shù)據(jù)共享的便利性方面的改進(jìn)。NVMe用戶，特別是云提供商期待的功能之一是IO確定性，這將提高IO10并行執(zhí)行期間的服務(wù)質(zhì)量。通過將后臺(tái)維護(hù)任務(wù)的影響限制在最小范圍內(nèi)，并控制嘈雜鄰居的影響，IO確定性功能將為用戶在訪問非易失性數(shù)據(jù)時(shí)提供一致的延遲。另一種方法是之前討論的開放通道架構(gòu)11。通過第二種方法，主機(jī)接管了部分管理功能，只有數(shù)據(jù)前往存儲(chǔ)硬件。在這種配置中，硬盤與主機(jī)的物理接口僅限于高速數(shù)據(jù)通道，沒有邊帶通道。這個(gè)例子顯示了NVMe規(guī)范中任何變化的影響和相關(guān)性，并強(qiáng)調(diào)了對(duì)靈活的NVMe硬件基礎(chǔ)設(shè)施的要求。

隨著基礎(chǔ)、MI和over Fabric規(guī)范的新修訂版在未來幾個(gè)月內(nèi)出臺(tái)，NVMe用戶將受益于一個(gè)靈活的基礎(chǔ)，它可以適應(yīng)新的NVMe要求。250系列FPGA和MPSoC產(chǎn)品不僅提供了這種靈活性，而且還解決了當(dāng)今客戶的挑戰(zhàn)，為客戶帶來了直接的競爭優(yōu)勢(shì)。

為什么是FPGA？

Bittware的FPGA和MPSoC產(chǎn)品采用了最新的Xilinx UltraScale+技術(shù)，并滿足了數(shù)據(jù)中心對(duì)NVMe日益關(guān)注的需求。三十多年來，F(xiàn)PGA已經(jīng)為多個(gè)行業(yè)提供了可編程硬件解決方案，并被廣泛用于解決汽車、廣播、醫(yī)療和軍事市場等領(lǐng)域的計(jì)算和嵌入式系統(tǒng)問題。同時(shí)，近年來，F(xiàn)PGA廠商在集成系統(tǒng)設(shè)計(jì)中對(duì)這一成熟技術(shù)進(jìn)行了最新、最優(yōu)秀的改進(jìn)。

Xilinx UltraScale+ FPGA和MPSoC產(chǎn)品采用16nm工藝，通過提供高速結(jié)構(gòu)、嵌入式RAM、時(shí)鐘和DSP處理來提高系統(tǒng)性能。此外，Xilinx器件還引入了更快的收發(fā)器技術(shù)（高達(dá)32.75Gb/s），以實(shí)現(xiàn)更高的吞吐量連接到網(wǎng)絡(luò)或PCIe結(jié)構(gòu)。憑借其高數(shù)量的串行收發(fā)器通道，UltraScale+產(chǎn)品可以同時(shí)連接到多個(gè)PCIe接口，并為主機(jī)CPU提供數(shù)據(jù)卸載接口。在某些情況下，通過用FPGA或MPSoC替換PLX開關(guān)，CPU可以卸載部分處理工作，騰出時(shí)間進(jìn)行其他操作。FPGA和MPSoC的可編程邏輯還可以在系統(tǒng)中提供確定性和低延遲的接口，在某些用例中可以獲得明顯的競爭優(yōu)勢(shì)。

最近的FPGA系列現(xiàn)在也在器件結(jié)構(gòu)中加入了嵌入式低功耗微處理器。UltraScale+ MPSoC通過將它們結(jié)合到單一封裝中，滿足了需要軟件以及可編程邏輯的應(yīng)用需求。例如，Xilinx Zynq UltraScale+ ZU19EG具有兩個(gè)處理單元，一個(gè)是四核ARM Cortex-A53，一個(gè)是實(shí)時(shí)雙核ARM Cortex-R5，此外還有一個(gè)圖形處理單元ARM Mali?-400 MP2，滿足有混合計(jì)算需求的應(yīng)用。ZU19EG MPSoC器件是一款非常通用的芯片，特別適合NVMe over Fabric或Open Channel的實(shí)現(xiàn)，其中可編程邏輯為存儲(chǔ)數(shù)據(jù)提供了低延遲的確定性路徑，而ARM內(nèi)核則可執(zhí)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)包控制操作，或在無CPU的嵌入式系統(tǒng)中取代主機(jī)CPU。

在過去的幾年里，BittWare一直走在存儲(chǔ)行業(yè)的前列，并通過開發(fā)基于NVMe技術(shù)的產(chǎn)品為其創(chuàng)新發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。BittWare認(rèn)識(shí)到，F(xiàn)PGA可以減少I/O瓶頸，并為NVMe固態(tài)硬盤提供一條直接的高速確定性路徑。早在2015年，BittWare就與Xilinx和IBM合作開發(fā)了創(chuàng)新的NoSQL數(shù)據(jù)庫解決方案12。250系列FPGA&MPSoC板建立在這一初始產(chǎn)品的成功基礎(chǔ)上，并為服務(wù)器存儲(chǔ)背板增加了更深更快的板載內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)連接、片上系統(tǒng)和布線選項(xiàng)等功能。

250 FPGA & MPSoC產(chǎn)品系列

250 FPGA和MPSoC產(chǎn)品線包括三種FPGA適配器，即250S+、250-U2和250-SoC，可連接到各種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的外形尺寸，如PCIe插槽、OCuLink/Nano-Pitch、SlimSAS、MiniSAS HD、U.2存儲(chǔ)背板等。250系列產(chǎn)品可直接安裝到現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的PCIe結(jié)構(gòu)中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)NVMe存儲(chǔ)設(shè)備的低延遲直接訪問。

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250S+直連式加速器

該系列的第一個(gè)加速器是250S+。這款FPGA加速器采用Xilinx UltraScale+ Kintex 15P FPGA和4個(gè)板載四通道1TB M.2 NVMe驅(qū)動(dòng)器（共4TB非易失性閃存），采用符合PCIe標(biāo)準(zhǔn)的8通道半高半長外形。另外，對(duì)于只想在系統(tǒng)中引入FPGA計(jì)算并且已經(jīng)有存儲(chǔ)設(shè)備的客戶，M.2板載連接器可以使用Molex低損耗高速布線技術(shù)，連接到OCuLink/Nano-Pitch或MiniSAS HD NVMe背板。KU15P FPGA擁有1，143K系統(tǒng)邏輯單元、1，968個(gè)DSP Slices和70.6 Mb的嵌入式存儲(chǔ)器，是UltraScale+ Kintex FPGA系列中最大的器件，并為實(shí)現(xiàn)增值功能提供了大量的可配置資源。板載DDR4內(nèi)存庫允許對(duì)更深層次的數(shù)據(jù)向量進(jìn)行額外的緩沖。

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250S+有兩種配置。

最多四個(gè)M.2 NMVe固態(tài)硬盤通過卡上耦合到Xilinx FPGA。

OCuLink 分離式布線使 250S+ 成為大規(guī)模擴(kuò)展存儲(chǔ)陣列的一部分。

這款緊湊的高密度存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)為主機(jī)需要高速讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)到NVMe驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用提供了一個(gè)一體化的解決方案。板載FPGA設(shè)備可以有效地協(xié)調(diào)和處理數(shù)據(jù)流，將驅(qū)動(dòng)器呈現(xiàn)為一個(gè)或多個(gè)命名空間或?qū)崿F(xiàn)RAID功能。250S+可用作直接連接加速器（DAA）來虛擬化存儲(chǔ)，允許NVMe SSD與多個(gè)虛擬機(jī)共享，在主機(jī)CPU和NVMe SSD之間提供一層隔離和安全。FPGA的可編程邏輯還提供了在線打包、壓縮或加密數(shù)據(jù)的選項(xiàng)，對(duì)驅(qū)動(dòng)器訪問帶寬和延遲的影響很小；例如，Xilinx的擦除編碼IP引入了可忽略不計(jì)的90ns延遲--與基于CPU的實(shí)現(xiàn)相比，在原始性能方面遠(yuǎn)勝一籌。250S+還解決了檢查點(diǎn)重啟或突發(fā)緩沖緩存的用例；為虛擬化和獨(dú)立的AI和IoT環(huán)境提供了一個(gè)簡單的緩存解決方案。

直接附著式加速器（DAA）

虛擬化NVMe存儲(chǔ)，并在多個(gè)虛擬機(jī)之間共享。

隔離NVMe存儲(chǔ)，以提高主機(jī)CPU和NVMe SSD之間的安全性。

250S+ & 250-SoC

250S-U2代理在線加速器

250系列的第二個(gè)成員是250-U2。這款加速器板采用Xilinx UltraScale+ Kintex 15P FPGA（與250S+相同）和一列DDR4內(nèi)存，采用2.5“U.2驅(qū)動(dòng)形式。與250S+不同的是，250-U2沒有任何直接連接到FPGA的板載SSD。這款加速器的新穎設(shè)計(jì)使其能夠在沒有專用PCIe插槽的系統(tǒng)中適應(yīng)現(xiàn)有的U.2存儲(chǔ)背板，在現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)U.2 NVMe存儲(chǔ)旁邊提供額外的計(jì)算能力。這款250-U2產(chǎn)品承擔(dān)了代理在線加速器（PIA）的角色。

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250-U2可以執(zhí)行在線壓縮、加密和散列，也可以執(zhí)行更復(fù)雜的功能，如擦除編碼、重復(fù)數(shù)據(jù)刪除、字符串/圖像搜索或數(shù)據(jù)庫排序/加入/過濾。根據(jù)應(yīng)用的計(jì)算需求，背板群體將顯示出不同比例的250-U2板卡用于NVMe驅(qū)動(dòng)器。250-U2與存儲(chǔ)一起位于U.2背板中，與其他標(biāo)準(zhǔn)的U.2 NVMe驅(qū)動(dòng)器一樣，具有利用NVMe-MI規(guī)范的維護(hù)選項(xiàng)。由于250-U2處理節(jié)點(diǎn)和存儲(chǔ)直接連接到主機(jī)服務(wù)器的PCIe結(jié)構(gòu)，DMA數(shù)據(jù)流量可以完全繞過CPU和全局內(nèi)存，利用SPDK等技術(shù)優(yōu)化端到端數(shù)據(jù)傳輸。使用RDMA或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)DMA解決方案，數(shù)據(jù)直接在NVMe端點(diǎn)之間流動(dòng)，完全繞過CPU。這些直接進(jìn)入FPGA和MPSoC可編程邏輯的接口大大降低了訪問延遲（Lusinsky，201721）。另外，這種硬件平臺(tái)的另一個(gè)用例是作為卸載計(jì)算引擎，將很好地適應(yīng)FPGAaaS可擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)施。

代理在線加速器（PIA）

在本地NVMe存儲(chǔ)數(shù)據(jù)上執(zhí)行低延遲、高帶寬的處理。

多種主機(jī)形式 8通道PCIe適配器或2.5”U.2“適配器

250S+ & 250-U2

用于NVMe-over-Fabric的250-SoC。

該系列的第三款加速器250-SoC采用了Xilinx UltraScale+ Zynq 19EG MPSoC，可以通過兩個(gè)QSFP28端口（支持100GbE的25Gbps線路速率）連接到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，也可以通過一個(gè)16線PCIe 3.0主機(jī)接口和四個(gè)8線OCuLink連接器連接到PCIe結(jié)構(gòu)。ZU19EG是該系列中最大的器件，擁有1，143K系統(tǒng)邏輯單元、1，968個(gè)DSP Slices和70.6 Mb的嵌入式存儲(chǔ)器。器件封裝中的嵌入式ARM處理和圖形單元為具有混合處理要求的產(chǎn)品創(chuàng)造了理想的平臺(tái)。

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250-SoC的硬件通用性允許從網(wǎng)絡(luò)直接訪問存儲(chǔ)，并支持NVMe-over-Fabric。NVMe-oF是下一代NVMe協(xié)議，可通過網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分解存儲(chǔ)，并遠(yuǎn)程管理存儲(chǔ)；NVMe-oF還提供了比SAS更多的靈活性，可按需設(shè)置網(wǎng)絡(luò)陣列。分散存儲(chǔ)或EJBOF（Ethernet Just-a-Bunch-Of-Flash）硬件可降低數(shù)據(jù)中心的存儲(chǔ)成本、占地面積和功耗。

Xilinx Zynq MPSoC芯片為嵌入式系統(tǒng)提供了額外的靈活性。MPSoC板可以獨(dú)立于主機(jī)CPU運(yùn)行操作系統(tǒng)及其完整的軟件棧。憑借其支持多達(dá)兩個(gè)100GbE端口的高帶寬網(wǎng)絡(luò)功能和板載MPSoC，250-SoC無需為NVMe-oF應(yīng)用同時(shí)使用外部網(wǎng)絡(luò)接口卡（NIC）和外部處理器13。基于FPGA的NVMe-oF基礎(chǔ)架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)非常簡單，而且性能良好，因?yàn)閿?shù)據(jù)只需通過硬件路徑，從而提供了一個(gè)低和可預(yù)測(cè)的延遲解決方案。

NVMe-over-Fabric （NVMEoF）

在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)NVMe幀的低延遲和高吞吐量。

250-SoC

250-SoC為存儲(chǔ)行業(yè)提供了一系列靈活的解決方案。250S+和250-SoC針對(duì)直接連接加速器的應(yīng)用案例，滿足虛擬化和提高安全性的需求。250-U2和250S+作為代理在線加速器，可以輕松插入到現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施中，為NVMe存儲(chǔ)提供低延遲和高帶寬的本地?cái)?shù)據(jù)計(jì)算。最后，250-SoC支持NVMe-over-Fabric，作為一種僅有硬件的創(chuàng)新方法，在支持最新一代NVMe協(xié)議的同時(shí)，對(duì)存儲(chǔ)進(jìn)行分解。隨著NVMe市場的不斷發(fā)展，F(xiàn)PGA和MPSoC解決方案將解決NVMe產(chǎn)品的應(yīng)用難題。

NVMe應(yīng)用

NVMe技術(shù)給存儲(chǔ)帶來了顛覆性的創(chuàng)新，并對(duì)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。協(xié)議的特性使NVMe成為設(shè)計(jì)涉及存儲(chǔ)的新產(chǎn)品或應(yīng)用時(shí)的首選。

數(shù)據(jù)庫加速等企業(yè)應(yīng)用需要低延遲以及高帶寬的4K或8K數(shù)據(jù)寫入傳輸速率，這兩個(gè)要求完全符合NVMe協(xié)議的優(yōu)勢(shì)。這些特性使NVMe成為實(shí)現(xiàn)重做日志的領(lǐng)頭羊，例如，在數(shù)據(jù)庫發(fā)生故障時(shí)，會(huì)存儲(chǔ)許多事務(wù)記錄并用于未來重放的用例。對(duì)于這種用例，250S+將高達(dá)4TB的NVMe存儲(chǔ)直接帶到FPGA可重構(gòu)結(jié)構(gòu)的邊緣，在那里，交易記錄被高速收集到SSD上，準(zhǔn)備重播14。

NVMe還減輕了虛擬化基礎(chǔ)架構(gòu)的挑戰(zhàn)，并簡化了虛擬機(jī)（Virtual Machines）、無狀態(tài)虛擬機(jī)和SRIOV的實(shí)施，其中IO是最常見的瓶頸。在無狀態(tài)虛擬機(jī)用例中，IT經(jīng)理需要鎖定企業(yè)用戶不修改的操作系統(tǒng)鏡像。用戶只修改自己的數(shù)據(jù)，操作系統(tǒng)鏡像在NVMe存儲(chǔ)中保持不變，用戶之間的隱私和安全至關(guān)重要。對(duì)于這樣的IT基礎(chǔ)架構(gòu)，NVMe存儲(chǔ)是多用戶共享的。250S+是實(shí)現(xiàn)這一應(yīng)用的一體化平臺(tái)。每個(gè)1TB的物理硬盤都被FPGA IP分割，因此每個(gè)用戶都能隔離并安全地訪問其操作系統(tǒng)鏡像和數(shù)據(jù)。管理程序管理對(duì)硬盤的直接訪問，而不需要仿真驅(qū)動(dòng)，這為這種IO綁定的應(yīng)用提供了更好的性能。

”大數(shù)據(jù)“市場也為將存儲(chǔ)和處理結(jié)合起來的智能NVMe產(chǎn)品帶來了機(jī)會(huì)，因?yàn)樗趶呐幚矸椒ㄞD(zhuǎn)向?qū)崟r(shí)處理方法。地圖縮減問題正朝著實(shí)時(shí)分析而不是批處理的方向發(fā)展，因此，它們需要一種新的存儲(chǔ)層，這種存儲(chǔ)層的速度要比GFS后端快得多。現(xiàn)在在IT基礎(chǔ)設(shè)施中看到的存儲(chǔ)分層將很少訪問和低速的冷存儲(chǔ)，分離到非常快的SSD、NVMe或NVM存儲(chǔ)器中。在這種用例中，所有的數(shù)據(jù)都會(huì)被記錄在GDFS中，但隨后會(huì)被移動(dòng)到具有更快內(nèi)存的計(jì)算節(jié)點(diǎn)上。實(shí)現(xiàn)NVMe-over-Fabric的250-SoC滿足了這兩個(gè)要求，因?yàn)樗梢栽L問高速存儲(chǔ)和高性能計(jì)算能力。

深度學(xué)習(xí)行業(yè)與分析界有類似的需求。深度學(xué)習(xí)的新一代加速器，即GPGPU、TPU和FPGA；這些設(shè)備需要大的內(nèi)存帶寬來匹配芯片的計(jì)算能力。訓(xùn)練操作會(huì)消耗大量的這種高通量數(shù)據(jù)，通常是多TB的數(shù)據(jù)15。最近的研究工作表明，F(xiàn)PGA結(jié)構(gòu)可以加速某些網(wǎng)絡(luò)類型的訓(xùn)練操作。因此，將存儲(chǔ)和計(jì)算引擎結(jié)合到一個(gè)硬件平臺(tái)上可以減少延遲，隨著訓(xùn)練數(shù)據(jù)集的增加，允許更多的再訓(xùn)練周期16。

在HPC領(lǐng)域，250S+的本地存儲(chǔ)和250-SoC的遠(yuǎn)程版本有一些應(yīng)用，如檢查點(diǎn)/重啟、突發(fā)緩沖區(qū)、分布式文件系統(tǒng)或從調(diào)度器緩存作業(yè)數(shù)據(jù)。通過在FPGA結(jié)構(gòu)上靠近存儲(chǔ)的地方運(yùn)行算法，F(xiàn)PGA應(yīng)用的占用率仍然很低，同時(shí)充分利用存儲(chǔ)，并將CPU騰出來用于其他處理作業(yè)。而不是簡單地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或使用主機(jī)CPU對(duì)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫進(jìn)行壓縮或加密，其中千兆字節(jié)的數(shù)據(jù)保存在易失性存儲(chǔ)器中，但需要定期備份到閃存中。基于FPGA的系統(tǒng)可以處理這些數(shù)據(jù)的快照，以便永久存儲(chǔ)到基于NVMe的大型存儲(chǔ)陣列中。對(duì)于這種類型的操作，MPSoC特別適合對(duì)用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行更復(fù)雜的操作。

最后，在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，需要在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)上進(jìn)行數(shù)據(jù)過濾和預(yù)處理，在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)上進(jìn)行數(shù)據(jù)的聚合以及接收到數(shù)據(jù)后的加密，F(xiàn)PGA通過加密或壓縮等位運(yùn)算實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)流，并使用250S+將數(shù)據(jù)在板上存儲(chǔ)走，或使用有線250S+或250-SoC將數(shù)據(jù)以輸入帶寬傳遞到存儲(chǔ)背板。從區(qū)塊鏈計(jì)算來看，F(xiàn)PGA也是首選平臺(tái)。區(qū)塊鏈技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)帶來了差異化，提供一種自適應(yīng)和安全的方法來維護(hù)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的用戶隱私偏好17。

BittWare的能力

二十多年來，BittWare幫助行業(yè)專家在其基礎(chǔ)架構(gòu)中引入FPGA來設(shè)計(jì)、開發(fā)和優(yōu)化工作負(fù)載。在此期間，BittWare的計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)解決方案為各個(gè)行業(yè)的客戶提供了競爭優(yōu)勢(shì)，包括HPC、金融、基因組學(xué)和嵌入式計(jì)算。BittWare結(jié)合了硬件、軟件和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的專業(yè)知識(shí)，指導(dǎo)客戶在其產(chǎn)品中最大限度地發(fā)揮FPGA技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

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在250加速器系列中，BittWare選擇了多種Xilinx UltraScale+器件和PCIe外形，為存儲(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)師提供完整的解決方案。這些加速器將Xilinx器件的可編程邏輯直接連接到基礎(chǔ)架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，并通過上一代100GbE和PCIe 3.0高速接口連接PCIe結(jié)構(gòu)。此外，利用BittWare母公司Molex的能力，250系列提供了連接現(xiàn)有硬件的高靈活性。Molex是超高速低損耗電纜和互連解決方案的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者。

結(jié)論

NVMe已經(jīng)并仍在快速地改變著存儲(chǔ)行業(yè)。這種全新的高吞吐量存儲(chǔ)技術(shù)為IT基礎(chǔ)設(shè)施提供了靈活的存儲(chǔ)解決方案。與上一代存儲(chǔ)相比，NVMe不僅提供了卓越的數(shù)據(jù)寫入和讀取帶寬，還充分利用了現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心的PCIe和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。隨著NVMe的普及，業(yè)界創(chuàng)新者紛紛推出支持NVMe的新產(chǎn)品。所有的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中心設(shè)備都在更新，以支持NVMe；NVMe存儲(chǔ)背板已經(jīng)成為新的標(biāo)準(zhǔn)。

基于FPGA的NVMe產(chǎn)品，讓計(jì)算與存儲(chǔ)在硬件層面融合，達(dá)到更高的應(yīng)用性能。通過FPGA，可重構(gòu)邏輯的處理通過高吞吐量和低延遲的管道直接連接到存儲(chǔ)上。由于這些特點(diǎn)，數(shù)據(jù)可以流經(jīng)FPGA并進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。此外，通過使用FPGA處理，CPU核可以自由地執(zhí)行其他只能在處理器上運(yùn)行的任務(wù)。使用MPSoC，系統(tǒng)可以獲得更多的功能，并將高速數(shù)據(jù)處理和設(shè)備上的控制結(jié)合起來，有可能自主運(yùn)行。

BittWare基于FPGA和MPSoC的存儲(chǔ)產(chǎn)品旨在滿足實(shí)際應(yīng)用的需求，并解決IT基礎(chǔ)架構(gòu)管理人員的挑戰(zhàn)。BittWare通過250產(chǎn)品系列提供了一條生產(chǎn)路徑。

審核編輯：郭婷