FPGA 云服务器是什么？FPGA 云服务器用在哪些领域？

十年磨一棍

FPGA 云服务器是什么？FPGA 云服务器一般都是用在哪些领域？
目前提供FPGA云服务器产品的知名云服务商有以下几家，点击相应商家名即可进入各自FPGA云服务器产品详情页面：
1、阿里云FPGA云服务器（点击进入）；
2、腾讯云FPGA云服务器（点击进入）；
3、华为云FPGA云服务器（点击进入）；

FPGA 云服务器（FPGA Cloud Computing）是基于 FPGA（Field Programmable Gate Array）现场可编程阵列的计算服务，您只需单击几下即可在几分钟内轻松获取并部署您的 FPGA 计算实例。您可以在 FPGA  实例上编程，为您的应用程序创建自定义硬件加速。我们为您提供可重编程的环境，您可以在 FPGA 实例上多次编程，而无需重新设计硬件，让您能更加专注于业务发展。用户可以使用软件配置 FPGA 型 FX4 实例，灵活地更新和优化硬件加速，且无需重新设计任何硬件。

FPGA 是什么，我为什么需要它？

• FPGA 是一种常用的定制硬件的方式。与专用硬件（如 ASIC）相比，FPGA 非常灵活，可以在插入 PC 主板后现场编程。
• FPGA 是可以使用软件配置的可编程集成电路。与只使用 CPU 的服务器相比，通过使用 FPGA，用户可以将应用程序处理延时降低，处理能力提高。此外，FPGA 可重编程，因此可以灵活地更新和优化硬件加速，而无需重新设计硬件。
• FPGA 本身是带有有限数量的简单逻辑门和存储单元的可编程芯片。FPGA 编程是用 HDL（硬件描述语言）将这些逻辑门和存储单元连接起来，组成可完全并行执行的多种操作。因此，非常适合用作定制硬件。在某些特殊应用中，例如大数据挖掘、金融风险分析等，能提供高达30倍的加速。
  

FPGA 云服务器是什么？

• FPGA 云服务器是一种新的计算服务，能够通过可编程的硬件实现应用程序加速。用户可以在几分钟内轻松获取并配置您的 FPGA 计算实例，只需单击几下即可完成部署并方便的访问 FPGA。我们为用户提供可重编程的环境，用户可以进行 FPGA 编程，无需重新设计硬件，为应用程序创建自定义硬件加速，更加专注于业务发展。
  

FPGA 云服务器 与传统 FPGA 解决方案相比如何？

• FPGA 实例能够通过可编程的硬件实现应用程序加速。通过 FPGA 实例，用户只需单击几下即可访问 FPGA 硬件，从而节约全 FPGA 开发周期的时间和成本，并将部署时间从数年或数月缩减到数天。尽管 FPGA 技术已出现数十年，但是由于开发基础设施、硬件设计和大规模部署所需的时间和成本等因素，在加速器的开发和向传统企业销售自定义硬件的业务模式方面，导致应用程序加速的采用很难取得成功。通过此服务，客户可避免在本地数据中心开发 FPGA 的无差别的繁重工作。
  

下面以腾讯云FPGA云服务器为例，来了解一下FPGA云服务器都有什么功能？以及都是应用在哪些场景？

腾讯云 FPGA 云服务器的特性

• 弹性计算：在腾讯云上您可以在几分钟之内快速增加或删减云服务器数量，以满足快速变化的业务需求。通过定义相关策略，您可以确保所使用的 CVM 实例数量在需求高峰期无缝扩展，保证程序的可用性；在需求平淡期自动回落，以节省成本。
• 极致性能：FPGA 云服务器通过专用的 PCI Express (PCIe) 结构连接到您的 FPGA 实例，透传 FPGA 性能，极致发挥 FPGA 性能；与仅使用 CPU 的服务器相比，您可以使用 FPGA 硬件加降低应用程序的处理延时，提高处理能力。
• 快速部署：与云服务器 CVM、负载均衡 CLB、对象存储 COS 等多种云产品无缝接入，内网流量免费；采用与云服务器 CVM 一致的管理方式，提供 FPGA 硬件开发环境，降低学习成本，简单易用。
• 可靠的交易平台：腾讯云提供统一的 FPGA 服务市场，知识产权开发者可以通过腾讯云服务市场为其他客户无偿或有偿地提供用于开发设计的 FPGA 应用程序；应用程序开发者可通过服务市场免费或付费地使用 FPGA 服务。
• 全面防护：不同用户、账户、实例间全面资源隔离，保证 FPGA 访问的独立与安全性，数据安全有保障；与云安全无缝对接，享有与云服务器同等的云安全基础防护和高防服务。
• 节约成本：您可按需购买，无需投入大量资金购置物理服务器；将 FPGA 部署开发时间从数年或数月缩减到数天；避免本地数据中心开发 FPGA 无差别的繁重工作，助您有效降低基础设施建设人力和成本投入。
  

FPGA 云服务器的应用场景

• 深度学习模型：随着移动互联网的发展，基于用户社交平台，用户正在创造庞大的图片集合且增长速度很快。为了增强图片分类检测的处理能力，降低图片检测成本，我们使用 FPGA 云服务器对深度学习模型中 CNN 算法的 Alexnet 模型进行加速计算。实验表明，采用 Alexnet 模型对图像进行分类检测对比测试，在性能上，FPGA 云服务器处理性能是 CPU 云服务器的 5 倍。
• 实时图像压缩：常用的图片格式有 JPEG 格式、WEBP 格式等， WEBP 图片格式比 JPEG 图片格式存储空间小 30% 。为节省存储空间，降低传输流量，提升用户的图片下载体验，通常采用 WEBP 格式进行存储及传输分发。但 WEBP 压缩计算复杂度是 JPEG 压缩的10倍以上，采用 CPU 进行 WEBP 转码成本很高。为了增强图片转码能力，可使用 FPGA 云服务器进行加速，且不会影响视图片质量。FX4实例是满足这些应用程序要求的理想解决方案。对 JPEG 格式图片转成 WEBP 格式图片进行测试对比，测试图片大小为 853x640，FPGA 云服务器处理延时相比 CPU 服务器降低 20 倍，FPGA 云服务器处理性能是 CPU 服务器的 6 倍。