2019 年 12 月 3 日 -4 日赛灵思开发者大会( XDF )2019 亚洲站在北京盛大揭幕。此次大会,充分展示了赛灵思与数据中心 ISV 合作伙伴在数据库与数据分析、机器学习、高性能计算、视频与图像、金融科技以及网络加速等领域的各种创新成果,展示了赛灵思为解决数据中心关键工作负载而打造的强大的数据中心生态系统。作为全球领先的 FPGA 异构计算加速方案供应商,北京深维科技隆重亮相此次峰会,向行业观众展示了超强算力的图像处理加速方案,从而为数据中心的解除“达摩克利斯之剑”提供了典型范本。

图一:深维科技隆重亮相赛灵思开发者大会( XDF )2019 亚洲峰会,向行业观众展示了超强算力的图像处理加速方案

 

数据中心的达摩克利斯之剑:用户体验和运营成本的微妙平衡

随着 5G、人工智能(AI)、云计算、物联网及自动驾驶等新一代信息技术快速演进,全球数据正在指数级增长并呈海量喷涌的态势。根据 IDC 预测,从 2018 年至 2025 年,全球每年被创建、采集或复制的数据将增长 5 倍以上,预计将从 2018 年的 32ZB 增至 2025 年的 175ZB,而中国将于 2025 年以 48.6ZB 的数据量及 27.8%的占比,成为全球最大的数据汇集地。

 

图二:IDC 预测,从 2018 年至 2025 年,全球每年被创建、采集或复制的数据将增长 5 倍以上

 

面对无止境的数据增长,数据中心的运营者必须在用户体验和运营成本间取得走钢丝般的微妙平衡。一方面,海量喷涌的用户数据,为运营者提供了丰富的应用素材,更新颖、更复杂的应用模式成为可能,而用户体验则是企业能否在竞争中获胜的核心因素之一。但同时,处理这些海量喷涌的用户数据,则意味着计算成本、运维成本甚至人力成本面临大幅上升的危险。企业必须在业务应用中做出艰难的选择,既要努力发掘更新颖、体验更佳的应用模式,又要时时关注业务运营成本的急速增长,才可能在未来的竞争中获得优势。

 

图三:深维科技 CEO 樊平与赛灵思 CEO Victor Peng

 

不幸的是,越是新颖、体验好的应用,越是对计算有着“更奢侈的消费”。无论是机器学习还是高性能计算,视频和图像处理,不仅是吞噬数据的饕餮,更是消耗算力的“黑洞”。

 

超强算力 JPEG2WEBP 方案:图像处理领域,妙解“达摩克利斯之剑”

以图像处理为例,为了节省图像带来的网络流量和数据存储的压力,图像领域多年来持续不断的努力,致力于开发更高压缩率的图像格式。相较于 JPEG 格式可节省额外 25%—34%的数据空间,谷歌发布的 WebP 格式,正在数据中心获得越来越广泛的应用。但由于其算法复杂度较 JPEG 可高至 10 倍之多,Web 的处理也为数据中心带来严峻挑战。

 

图四:深维科技 CEO 樊平在赛灵思开发者大会( XDF )2019 亚洲峰会上发表专题演讲

 

此次 XDF 峰会,深维科技介绍了 4 类 ThunderImage JPEG2WEP 转码方案,以 Baseline(一种 M4 模式)为例,ThunderImage JPEG2WebP 的业务处理能力相当于 10 倍的 CPU(E5-2680v4)处理能力,达到惊人的 3600 张 / 秒,响应时延相较于 CPU 缩减 9 倍。

 

图五:深维科技 ThunderImage JPEG2WEP 转码方案介绍,业务处理能力相当于 10 倍的 CPU(E5-2680v4)处理能力

 

这意味着,企业一方面可以有效利用 WebP 本身带来的数据空间压缩技术,在节省存储的同时,充分利用珍贵的带宽资源。另一方面,大幅减少承载业务的运算资源,从而有效的节省运营成本(服务器、电费、场地、人员等等)。更重要的是,由于 ThunderImage 方案本身将处理时延缩减 9 倍,对于实时生产的业务而言,终端用户的使用体验会得到显著的提升。不仅如此,由于 ThunderImage 本身的 FPGA 异构计算特性,使得即便在业务高峰期,异构计算集群满负荷运转的时刻,系统的业务处理能力(吞吐量)和处理时延都会保持稳定的最高效状态。因此,在图像处理领域,ThunderImage 既能保证海量数据的快速处理,又能大幅降低由此骤增的运算压力,同时为终端用户的体验提供了有力支持,为数据中心解除“达摩克利斯之剑”提供了典型范本。