Analiză accelerată de Fpga: De la noduri unice la clustere

Titlul original:

Fpga-Accelerated Analytics: From Single Nodes to Clusters

Conținutul cărții:

Centrele de date care găzduiesc aplicații cu utilizare intensivă de date utilizate în învățarea automată și în serviciile online se confruntă cu o provocare importantă: cantitatea de date care trebuie stocate și prelucrate crește într-un ritm exponențial, în timp ce performanțele procesoarelor tradiționale stagnează de ani de zile, pe măsură ce Legea lui Moore scade. Din cauza acestor tendințe, aplicațiile de prelucrare și gestionare a datelor au devenit din ce în ce mai distribuite, ceea ce a dus la apariția unor noi blocaje în ceea ce privește circulația datelor la diferite niveluri ale arhitecturii software și hardware. Autorii arată cum acceleratoarele hardware specializate pot oferi un răspuns la problema stagnării calculatoarelor și pot contribui la reducerea blocajelor în circulația datelor prin plasarea lor în locul potrivit în arhitectura calculatorului. Aceștia se concentrează asupra rețelelor de porți programabile în câmp (FPGA) și arată cum acestea fac posibilă exprimarea algoritmilor în moduri care sunt fundamental diferite de CPU sau GPU. Multe companii importante utilizează aceste tehnici de accelerare în ofertele lor de stocare și procesare.

Autorii discută avantajele utilizării FPGA-urilor în contextul procesării analitice, atât ca accelerator în cadrul unei baze de date cu un singur nod, cât și ca parte a conductelor distribuite de analiză a datelor. Ei prezintă orientări pentru proiectarea acceleratoarelor în ambele scenarii și exemple de integrare în cadrul unor baze de date relaționale cu drepturi depline. Ei fac acest lucru prin prisma proiectelor de cercetare recente care explorează modul în care operațiile intensive de calcul emergente în bazele de date pot beneficia de FPGA-uri. În cele din urmă, autorii subliniază provocările viitoare ale cercetării în materie de programabilitate și integrare și abordează tendințele arhitecturale care stimulează adoptarea rapidă a acceleratoarelor în centrele de date și în cloud.

Monografia oferă cercetătorilor și practicienilor o perspectivă concisă asupra modului în care FPGA-urile pot juca un rol important în proiectarea sistemelor moderne de calcul intensiv al datelor. Bazându-se atât pe teorie, cât și pe implementări practice, cititorii sunt aduși rapid la curent cu o tehnică care va îmbunătăți semnificativ performanța unui sistem.