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面向5G的FPGA加速卡，Terasic友晶TR10a-HL和 DE5a-Net-DDR4不可不看！
2020年注定是不平凡的一年。這場(chǎng)在全國(guó)乃至全世界蔓延的疫情，不僅改變著我們的生活方式和觀念，也催化著產(chǎn)業(yè)新格局的加速形成。就像我們?cè)谶@次抗擊疫情的過(guò)程中所看到的，從醫(yī)療影像診斷、無(wú)接觸配送到口罩智能制造、防疫政策制定等，5G、人工智能、邊緣計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)等轉(zhuǎn)折性技術(shù)加速突破和融合。在這些技術(shù)和市場(chǎng)力量的驅(qū)動(dòng)下，無(wú)線和蜂窩服務(wù)呈大幅增長(zhǎng)趨勢(shì)，這使得移動(dòng)服務(wù)運(yùn)營(yíng)商構(gòu)建高度可用的智能“新基建”迫在眉睫。
智能“新基建”以信息網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，以 5G 為重要支撐。截至 3 月底，中國(guó)已經(jīng)建成 5G 基站 19.8 萬(wàn)個(gè)。有分析認(rèn)為，中國(guó)將建成全球規(guī)模最大、覆蓋最廣也最為領(lǐng)先的 5G 網(wǎng)絡(luò)。這樣的進(jìn)展令人欣喜，但我們也應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，5G 建設(shè)不僅要靠投資驅(qū)動(dòng)，更關(guān)鍵的是以網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用。只有加速?gòu)暮诵牡竭吘壍木W(wǎng)絡(luò)云化轉(zhuǎn)型，構(gòu)建開(kāi)放、智能、靈活的新一代云網(wǎng)融合基礎(chǔ)設(shè)施，才能釋放 5G 的真正潛力。
在 Intel® 為客戶提供的 5G 基站的 FlexRAN 平臺(tái)解決方案和相關(guān)設(shè)計(jì)資源中， 對(duì)于不同的 5G 應(yīng)用硬件平臺(tái)，Intel 提供了不同的比特流（bitstream), 其中就包括 Terasic DE5a-Net-DDR4 及 Terasic TR10a-HL FPGA 硬件平臺(tái)。這些 FPGA 硬件平臺(tái)與 CPU 協(xié)同工作，客戶可以充分利用 FPGA 更多的處理單元、大容量、高帶寬、低延遲、可編程性和靈活性等優(yōu)勢(shì)，智能地將工作進(jìn)行分流，將原本全部需要在 CPU 端進(jìn)行處理的工作轉(zhuǎn)移到 FPGA 端，減輕 CPU 的工作負(fù)荷便于其能有更多帶寬處理其他重要的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)更多功能。
FPGA 硬件平臺(tái)是如何在 5G 應(yīng)用中發(fā)揮其強(qiáng)有力的優(yōu)勢(shì)的呢？FPGA 開(kāi)發(fā)板需要通過(guò) PCIe 接口與 CPU 主機(jī)進(jìn)行硬件互聯(lián)，這樣 CPU 和 FPGA 便可以通過(guò)總線來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的交互；TR10a-HL 和 DE5a-Net-DDR4 開(kāi)發(fā)板通過(guò)高帶寬的 40G QSFP+ 模塊可用于接收光纖信號(hào)，最重要的一點(diǎn)是 FPGA 芯片會(huì)利用其豐富的處理單元對(duì)接收到的光纖信號(hào)進(jìn)行高效的處理，由板載的大容量?jī)?nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，并傳輸?shù)?CPU 中，這樣就可以不用直接在 CPU 中處理數(shù)據(jù)了，以此讓 CPU 可以有更多帶寬實(shí)現(xiàn)其他更為重要的應(yīng)用。
Terasic TR10a-HL 和 DE5a-Net-DDR4 開(kāi)發(fā)套件均為需要高容量和帶寬內(nèi)存接口、超低延遲通信和高電源效率的設(shè)計(jì)提供了理想的硬件解決方案，TR10a-HL 和 DE5a-NET-DDR4 分別采用全高、半長(zhǎng)和全高、3/4 標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)的機(jī)械形狀，滿足最苛刻的高端應(yīng)用程序設(shè)計(jì)需求，配備了頂級(jí)的 Intel® Arria® 10 FPGA 芯片，為業(yè)界提供了最佳的系統(tǒng)級(jí)集成和靈活性。Arria® 10 GX FPGA 集成了傳輸速度高達(dá) 12.5 Gbps 的收發(fā)器， TR10a-HL 和 DE5a-Net-DDR4 開(kāi)發(fā)板均完全兼容 PCI Express 3.0 標(biāo)準(zhǔn)，并支持四個(gè)超低延遲且直接連接到 FPGA 的外部 40G QSFP+ 模塊，不依賴外部物理層將加速網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的主流開(kāi)發(fā)，使客戶能夠部署設(shè)計(jì)更廣泛的高速連接應(yīng)用。對(duì)于需要高容量、高速度內(nèi)存和存儲(chǔ)的設(shè)計(jì)，TR10a-HL 提供了 6 個(gè)獨(dú)立的 Bank 的 QDRII+ SRAM，一個(gè)高速并行閃存；DE5a-Net-DDR4 提供了 2 個(gè)獨(dú)立 Bank 的 DDR4 SO-DIMM RAM，四個(gè) QDRII+SRAM，以及高速并行閃存。除了 5G 應(yīng)用，這兩款開(kāi)發(fā)套件的特性還完全支持所有高強(qiáng)度的應(yīng)用程序，如低延遲交易、云計(jì)算、高性能計(jì)算、數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)處理和信號(hào)處理。下面讓我們一睹這兩款開(kāi)發(fā)板的結(jié)構(gòu)吧！
智能的變革正在發(fā)生，為個(gè)人、企業(yè)和社會(huì)帶來(lái)切實(shí)價(jià)值。智能“新基建”將催生更廣泛、更深刻的智能變革，創(chuàng)造洞察終端用戶需求的體驗(yàn)價(jià)值、突破行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、應(yīng)對(duì)突發(fā)公共事件的社會(huì)價(jià)值，并成為可持續(xù)發(fā)展的強(qiáng)勁動(dòng)力，讓流動(dòng)、迅捷而無(wú)處不在的計(jì)算驅(qū)動(dòng)的智能互聯(lián)世界指日可待！
