當今的數據密集型人工智能(AI),高性能計算(HPC),以及分析工作負載,都在推動著我們行業加速計算的快速發展。此外,未來幾年將出現一波新的顛覆性存儲技術,將改變大型內存部署的經濟性,以支持這些應用程序。但如果他們所運行的平臺不是為了釋放他們的潛力,那么這種加速器和顛覆性技術的新浪潮將不會帶來多大價值。
OpenCAPI被開發的目的是通過釋放這些新技術的潛力來推動這種異構的計算革命。隨著加速器變得越來越普遍,越來越多的工作負載被重新編寫,新的趨勢正在出現。在沒有實現IO子系統低效率的情況下,加速器需要提高系統內存的容量和并降低每GB內存的成本,OpenCAPI通過提供具有一致性的高帶寬來實現這一目標。
在加速器上運行的應用程序的部分通常需要與在CPU上運行的應用程序部分進行細粒度的交互。與傳統的I / o連接的加速器進行通信所需的編程復雜性和CPU開銷使得這種方法不切實際,但OpenCAPI將加速器本機放置到應用程序的用戶空間中,以實現這種細粒度的交互。這些趨勢引導了OpenCAPI架構的開發。
為了便于廣泛采用,OpenCAPI被設計成最大限度的滿足加速器所需電路的數量和復雜性。在FPGA的情況下,只有少于5%的邏輯被消耗。將復雜性放在CPU而不是加速器中,也使得OpenCAPI可以在所有CPU架構上都可以使用。使用OpenCAPI編程也使虛擬尋址變得更容易。OpenCAPI體系結構也支持異構數據中心環境,不僅啟用了加速器,還啟用了一致的網絡控制器和一致的存儲控制器。此外,OpenCAPI還支持從負載/存儲到用戶模式數據傳輸模型的各種語義的高級內存,并使用極低延遲訪問經典的DRAM內存。
隨著產品的推出,OpenCAPI正在成為當今高性能加速的開放標準接口。正如SC17大會上,在OpenCAPI聯盟和開發合作伙伴的展臺上看到的那樣,目前在不同的實驗室里正在測試各種各樣的OpenCAPI的產品,從系統到組件,再到其他硬件。
如今,那些正在做出改變的企業有:
Mellanox技術公司最近宣布了基于創新的基于FPGA的可編程適配器,這個基于OpenCAPI的解決方案將為高性能計算和深度學習應用提供創新平臺。Mellanox技術公司負責市場營銷的副總裁Gilad Shainer表示,“我們很高興地展示了在2017年超級計算機會議上支持OpenCAPI接口的基于FPGA的可編程適配器。”OpenCAPI聯盟成員之間的深度合作使Mellanox在短時間內將OpenCAPI的解決方案引入市場,這將為高性能計算和深度學習應用提供創新平臺。
Xilinx公司(賽靈思)是支持OpenCAPI的領先加速器平臺,它支持全可編程的fpga、SoCs和3d技術。Xilinx公司的高級副總裁兼首席技術官Ivo Bolsens表示,“Xilinx很高興能成為進一步采用OpenCAPI接口的加速器,它能夠支持新的數據中心和高性能計算工作負載。”
IBM在SC17上推出了CORAL計劃,展示了美國能源部的高峰會超級計算機如何利用加速度。CORAL配備了POWER9的AC922系統和NVIDIA最新的基于電池的Tesla GPU加速器。副總裁兼IBM的認知系統開發副總裁Brad McCredie認為,“這個系統將成為世界上最快的超級計算機之一,在明年完全投入使用,它將推動科學計算、建模和仿真的發展,使得他們位列前沿。”
Western Digital正在跟蹤OpenCAPI的標準開發,同時探索OpenCAPI原型內存和加速器設備,以標準化密鑰存儲、內存和加速器接口。OpenCAPI標準化了高速串行、低延遲與內存設備和加速器設備之間的連接,這是新數據中心工作負載的關鍵技術,專注于機器學習和人工智能。
Micron正在努力開發下一代存儲技術,并在當前和未來的產品中開發新的接口標準,如OpenCAPI。業務開發副總裁Jon Carter表示,“解鎖下一代的加速和機器學習將需要開發新的接口標準,如OpenCAPI。Micron繼續支持這些標準設置活動,以開發利用Micron當前和未來產品的差異化平臺。”