基于Xilinx FPGA的高性能计算(HPC)硬件平台、FGPA加速卡

1. 板卡概述
本平台是一款基于PCI Express总线架构的高性能FPGA算法加速卡,该FPGA加速板卡采用Xilinx的高性能7系列FPGA作为运算节点。Xilinx的 7系列FPGA通过对资源、接口以及时钟的优化,在高性能计算(High Performance Computing)上表现出卓越的性能。Virtex-7系列FPGA具有优化的GTX高速收发器,具有百万门级的逻辑资源,尤其适合于大规模逻辑运算。FPGA加速板卡具有高带宽大容量动态缓存,其中的大容量DDR3 SDRAM缓存单元,用于完成处理复杂逻辑与算法时的数据缓存。具备高性能、低功耗、低成本、可编程的特性。FPGA加速卡还支持Xilinx OpenCL软件开发环境SDAccel,为软件工程师开发FPGA加速应用提供了可能。

2.功能框图

3.硬件指标
标准PCI Express 半高半长卡,适合于普通服务器、工作站;
符合PCI Express Gen2.0规范,x8模式,理论带宽高达4GByte/s;
板载Virtex-7系列FPGA处理器: Xilinx Virtex-7系列 FPGA(XC7VX485T-2FFG1157C);
板载高精度有源晶振,温度稳定性高达±0.28ppm,老化率±1ppm;
板载1片1Gbit BPI Flash,用于主FPGA的加载;
支持JTAG调试接口;
具有调试指示灯;

4.用户定制
定制算法与逻辑;
定制PC机驱动与演示程序;
支持win7 64位/32位操作系统,支持Linux操作系统;

5.应用场景
FPGA加速卡的加速算法可以根据用户实际需要修改,在数据中心、算法加速、大数据分析、高性能计算、服务器硬件加速等常见的一些加速应用场景如下:
大数据分析
文本搜索/分析
机器学习
认知计算
算法验证
卷积神经网络
深度神经网络
网络安全
语音识别
视频编码
图像识别和处理
压缩/解压缩
加密/解密
分布式存储
… …

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