Blocos personalizados eFPGA sobrecarregam sistemas de aceleração de dados

Há muito tempo estou interessado na tecnologia que sai do Achronix. Eles chamaram meu interesse pela primeira vez por volta de 2004/2005 com seu tecido FPGA assíncrono. Eventualmente, isso conseguiu atingir velocidades equivalentes a um FPGA síncrono com clock de 2 GHz (se é que existia tal besta), mas era aplicável apenas a um número limitado de aplicativos algorítmicos e de fluxo de dados.

Em 2013, a Achronix lançou uma família de FPGAs autônomos de alta densidade e alto desempenho chamados Speedster, que se concentrava em aplicativos direcionados. O portfólio de produtos Achronix foi ampliado em 2016 pela Speedcore, que é um FPGA integrado de alto desempenho (eFPGA).

FPGAs são ideais para acelerar aplicativos de inteligência artificial (AI) / aprendizado de máquina (ML) com uso intensivo de dados, sem fio 5G, ADAS automotivo, data center e aplicativos de rede. Uma solução é usar um FPGA autônomo, como um Speedster, em conjunto com um processador autônomo ou um System-on-Chip (SoC). No entanto, um desempenho muito superior, juntamente com um consumo de energia significativamente menor, pode ser alcançado incorporando o tecido FPGA central - o eFPGA - no próprio SoC.

(Fonte:Achronix)
No caso do Speedcore, os desenvolvedores de SoC têm acesso a uma biblioteca de blocos predefinidos para Logic, DSP, BRAM e LRAM.

Blocos Speedcore (Fonte:Achronix)
Esses blocos são apresentados em colunas. Além disso, os desenvolvedores podem especificar a “altura” desejada (número de blocos em uma coluna), “largura” (número de colunas) e “mix” (tipos de colunas). Alguns projetos podem se beneficiar de mais lógica e menos DSP, por exemplo, enquanto outros podem exigir mais DSP e memória.

Os desenvolvedores podem especificar a “mistura” do tecido Speedcore (Fonte:Achronix)
Agora, aqueles que vivem no lado do software do mundo estão acostumados a traçar o perfil de seu código para identificar quaisquer funções de gargalo, que eles então ajustam para obter o melhor desempenho possível. Bem, Achronix agora oferece a mesma capacidade para aqueles de nós que ficam do lado de hardware da cerca.

Para os desenvolvedores que exigem o mais alto desempenho possível, o Achronix agora oferece a capacidade de criar blocos personalizados Speedcore. Esses blocos personalizados são definidos de forma colaborativa pela Achronix com seus clientes por meio de uma análise detalhada da arquitetura de cargas de trabalho de aceleração. Funções repetidas que são gargalos de desempenho e / ou área fornecem candidatos ideais para serem reforçados em blocos personalizados do Speedcore.

Como exemplo, considere uma função de reconhecimento de objeto YOLO (“você só olha uma vez”) usada em um sistema avançado de detecção e identificação de objetos em tempo real. Nesse caso, a criação e implantação de blocos personalizados do Speedcore que otimizavam os blocos de DSP e memória para multiplicação de matriz resultou em uma redução significativa do tamanho do molde.

Redução do tamanho do molde de uma rede convolucional AI (Fonte:Achronix)
As ferramentas de projeto Achronix ACE oferecem suporte total aos blocos personalizados do Speedcore, desde a captura do projeto até a geração de fluxo de bits e depuração do sistema, da mesma forma que as memórias e blocos DSP. Achronix cria uma GUI exclusiva para cada bloco personalizado Speedcore que gerencia todas as regras de configuração. O ACE contém todos os detalhes de temporização para todas as configurações dos blocos personalizados do Speedcore, o que permite concluir a localização e rota com base na temporização para projetos. Por último, mas certamente não menos importante, os desenvolvedores também podem usar o poderoso analisador lógico embutido SnapShot da ACE para criar gatilhos complexos e mostrar sinais de tempo de execução em dispositivos Speedcore.

Para obter mais informações sobre os blocos personalizados Speedster, Speedcore e Speedcore, visite o site da Achronix.