使用自适应计算加速提升核心基础设施性能

AI 无处不在、随时在线、以数据为中心的时代正在推动对更高带宽的需求，这已经超出了当今技术和产品尺寸的能力范围，并需要借助当前的 CPU 和 GPU 技术所不能企及的更高效、更普及的计算。

随时在线、以数据为中心、无处不在的 AI

忘掉金钱。数据让世界运转。传输、管理和分析数据成为一切功能的核心。远程物联网终端为城市规划、健康跟踪、环境保护、业务改进等一系列功能采集数据。我们热衷于通过视频流内容在线分享我们的生活。这些都促使消费者更广泛地使用随时在线的个人物联网设备，并让企业和科研越来越依赖以 AI 为中心的应用。

数字化的生活方式和新兴的物联网与云端计算及数据服务的快速增长密不可分。云是全新的生活与工作方式的中心。它存储着海量的个人内容，供人们随时随地进行访问；它托管点播音乐和视频流服务；它采集和分析工业数据或企业数据；它将功能强大的软件应用以按次计费的方式低成本地提供给金融分析、数据库搜索或基因组测序等工作使用。

此外，5G New Radio (NR) 引入了对海量机器通信 (MMTC) 和超低时延通信 (ULLC) 的支持，能实现全新的实时蜂窝通信服务。这将给回程网、城域网以及核心网的容量和性能带来巨大的压力。

核心基础设施面临越来越大的压力

如今，提高数据带宽和计算吞吐量是所有的云数据中心、电信网络和蜂窝通信回程网共同面临的强劲需求。涉及的主要基础设施组成部分包括进出数据中心的链路、连接地域分散型数据中心站点的数据中心互联 (DCI)、基础设施接口卡和加速器卡。事实上，核心基础设施对数据带宽的需求在名义上以 51% 的年均复合增长率 (GAGR) 增长。仅由于 5G 的推出，即可推动区域流量容量需求增长 100 倍。

使用协议处理芯片和接口芯片等分立组件打造新型设备和更高性能的设备来满足这样的需求，不仅复杂费时，而且越来越难以按照性能需求进行扩展。此外，采用这种方式设计出的系统体积庞大、功耗惊人，无法符合数据中心和基础设施设备对空间占用、功耗和热管理的限制性要求。新一代设备必须在现有的物理、电气和热约束条件范围内大幅提升性能。

此外，设计工作需要在最终规格商定之前采用最先进的协议和标准，才能率先投放市场，尽早抓住机遇。对于想要率先将产品投放市场的设备提供商而言，等待规格成熟并不可行。因此，能够随着项目的进展在硬件层面灵活地适应变化也是要求之一。

具有突破性意义的可编程加速器

对于使用常规的 CPU 或 GPU 架构无法快速执行或功耗约束得不到满足的工作负载而言，高密度 FPGA 和可编程片上系统 IC (MPSoC) 等可编程逻辑器件已成为理所当然的加速器选择。除了能够运用高度并行化以极为高效的方式卸载特定计算难题（例如信号处理和近期的神经网络）以外，这些器件还提供了可编程器件固有的灵活应变能力。

如今，为了满足近期日益严苛的性能、带宽、功耗和集成要求，被称为自适应计算加速平台 (ACAP) 的新型可编程器件已经问世。赛灵思 Versal!" ACAP 内置一系列智能 AI 和 DSP 计算引擎、等效于 FPGA 逻辑架构的自适应引擎，以及应用处理和实时标量引擎，并通过片上可编程网络 (NoC) 互联紧密耦合。此外，它还集成了软件控制平台管理功能和众多先进的接口，其中包括 DDR4、100G 以太网、PCIe