为什么公共云正在拥抱 FPGA，你也应该这么做

如果您没有在 2016 年假日季面向消费者的广告和发布会热潮中看到这一公告，那么当亚马逊宣布进军硬件领域时，引起了不小的轰动。 正如 AWS 容器和 HPC 部门总经理 Deepak Singh 所说： “在一定规模下，专用硬件和基础设施非常有意义，对于那些需要特殊基础设施的人来说，我们认为 FPGA 是一种明显的选择。”

辛格列举了许多此类“特殊基础设施”特别有用的“用例”，包括安全和机器学习，同时也对当今最广泛的专用硬件用途——图形加速表示认可。

即使在数据中心，使用 FPGA 和特殊硬件（通常称为专用或定制）也不是什么新鲜事。 硬连线某些功能的优点是众所周知的。 网络交换机本质上是一种专用硬件。 它可以完成一组任务，并且能够高速、大规模地完成。 在数据中心中，FPGA 的使用也并不罕见。 许多安全设备（特别是专用于 DDoS 防护的设备）都采用经过专门配置的 FPGA，以便非常快速地按照所需的规模执行入站流量检查，以检测和拒绝传入的 DDoS 攻击。

整个市场都提供专门设计用于处理与 SSL 和 TLS 所需的加密处理相关的复杂性的芯片和电路板，它们都用于保护 Web 应用程序和 API、实现远程访问以及与云的安全连接。 随着威胁不断演变和安全解决方案不断调整以应对威胁，通过硬件进行这种有针对性的加密处理的需求变得非常有价值，对于确保保持竞争力所需的速度和规模，同时保护敏感的消费者和公司数据。

传统的硬件和 FPGA 的使用与公共云的共同点是规模，即容量。 但是，也有性能和成本后果（好的方面），这使得使用硬件对公共云提供商具有吸引力。 FGPA（特别是那些可由用户重新配置的）和硬件的使用实际上具有三个不同（但相关）的好处，使它们成为公共云的良好选择，并且应该成为您考虑将 FGPA 用于私有云（或传统数据中心）计划的理由。

1. 速度。 硬件能够更快地、使用更少的资源执行功能，这是无可争议的。 可以执行硬连线功能，而无需加载和执行在软件中复制该功能所需的代码所需的内部延迟。 专用硬件可以比 Jimmy John 的送货员更快地执行加密和解密所需的高度复杂的数学函数。 不是开玩笑。

对于企业和私有云而言，这意味着为客户提供更快的应用程序，从而提高整体参与度（以及希望的转化率），从而提高满意度和内部生产力。 速度有助于解决运营风险的三大主要组成部分之一：绩效。

2. 规模。 Singh 指出，规模是 FPGA 和专用硬件研究和采用的主要驱动力之一。 在某种程度上，这是由速度实现的。 想象一下，服务器就像一张桌子，只有有限的椅子数量（容量）。 人们坐下吃饭的速度越快，就能喂饱越多的人。 连接容量（决定单一资源可以为多少用户提供服务）和交易执行速度之间存在同样的关系。 帮助扩大规模就是业内所谓的“卸载”。 卸载是描述将处理负担从通用 CPU 转移到专用硬件的一种简单方法，这使得通用计算资源可用于处理其他功能，从而提高整体速度并因此提高容量。

对于企业和私有云而言，这意味着用更少的资源做更多的事情，使 IT 能够随着业务的增长而更少地受到干扰，并降低支持这种增长所需的网络的复杂性。  规模有助于避免运营风险的三个主要组成部分之一：可用性。

3. 成本。 通过提高速度和规模，每笔交易（以及每个用户）的成本降低。  降低成本意味着更快的投资回报，但更重要的是它降低了每个客户的成本（反过来提高了每个用户的收入）。 服务提供商知道这会影响 ARPU（每用户年收入）等关键绩效指标。 云提供商也依靠数量（规模）来创造利润，他们知道提高 ARPU 是业务的重要组成部分。

对于企业和私有云而言，这意味着面向客户的数字销售利润率更高，并且从提高内部应用程序的生产力来看，成本效益分析得分更高。

毋庸置疑，采用 FPGA 和专用解决方案来满足安全需求也会使应用程序更加安全。 它涉及运营风险的第三个组成部分：安全性。 硬件的优势在于它不会牺牲速度（它实际上可以使应用程序更快）或规模。 在构建自己的私有云基础设施时，请考虑专用硬件和支持 FPGA 的平台作为通往更强大环境的途径。