Chọn Công Cụ Tăng Tốc Cho Ứng Dụng Của Bạn

Bảng mục lục

1. 🎯 Tổng quan về FPGA
2. 🤔 Các loại song song trong FPGA
   1. ⭐ Song song phần cứng
   2. ⭐ Song song cấp thấp
   3. ⭐ Song song cấp cao
3. 🚀 Chiến lược song song của FPGA
   1. 🌟 Pipelining
   2. 🌟 Đa luồng
   3. 🌟 SAAS (Sample Array Arithmetic Subsystem)
4. ⚡ So sánh hiệu suất giữa FPGA và GPU/CPU
   1. 🏆 FPGA vs. GPU
   2. 🏆 FPGA vs. CPU
5. 📈 Ưu và nhược điểm của FPGA
   1. ✔ Ưu điểm của FPGA
   2. ❌ Nhược điểm của FPGA
6. 🌐 Ứng dụng của FPGA
7. 💡 Đưa ra các câu hỏi thường gặp cùng câu trả lời

Tiến sâu vào chiến lược song song của FPGA

FPGA (Field-Programmable Gate Array) là một nền tảng linh hoạt được sử dụng để hiện thực các mạch tùy chỉnh. Vì vậy, việc tận dụng bất kỳ loại song song nào là có thể. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tập trung vào chiến lược song song của FPGA, đặc biệt là Pipelining.

🌟 Pipelining

Pipelining trong FPGA tương đối giống với các kiến trúc pipeline khác trong vi xử lý, giúp trình thực thi các công việc cùng lúc. Mặc dù không có khái niệm về lệnh trong FPGA, pipelining trong FPGA thường tương ứng với việc thực hiện song song các phép tính số học.

Ví dụ dưới đây sẽ giúp chúng ta hiểu cách hoạt động của pipelining trong FPGA.

Đầu vào:

• Mảng b có bốn phần tử: b0, b1, b2, b3.
• Mảng c có bốn phần tử: c0, c1, c2, c3.

Quá trình thực thi:

1. Cycle 1: Multiplier trong FPGA nhân các cặp giá trị từ b0 tới b3 và c0 tới c3.
2. Cycle 2: Kết quả của lần nhân trong lần lặp trước di chuyển xuống một giai đoạn trong pipeline. Các cặp giá trị của lần lặp tiếp theo được nhân trong giai đoạn đầu tiên.
3. Cycle 3: Cùng quá trình như trên, dữ liệu từ lần lặp 0 và 1 cùng di chuyển xuống một giai đoạn và bắt đầu thực thi cho giai đoạn đó, cặp giá trị của lần lặp thứ 2 được nhân.
4. Cycle 4: Quá trình tương tự như trên, nhưng lần này pipeline sản xuất ra đầu ra đầu tiên.
5. Cycle 5: Tương tự, lần này đầu ra từ lần lặp thứ nhất được sản xuất.

Như vậy, mỗi giai đoạn của pipeline chứa trạng thái mới nhất của lần lặp hiện tại và một lần lặp mới bắt đầu mỗi cycle (ít nhất là trong trường hợp lý tưởng).

🌟 Đa luồng

Đa luồng là một loại song song phần cứng giúp thi hành nhiều lần lặp của vòng lặp cùng một lúc.

Ví dụ: Với FPGA, chúng ta có thể nhân cấp trước biệt thức có n + 1 bậc bằng cách nhân các biến thế thích ứng với từng quy mô của biến động.

🌟 SAAS (Sample Array Arithmetic Subsystem)

SAAS (Sample Array Arithmetic Subsystem) là một loại song song cấp cao, giúp tối ưu hóa hiệu suất của FPGA.

Thay vì thiết kế mạch logic từng bit, SAAS cho phép bạn thiết kế mạch số hóa gần như tức khắc, mang đến hiệu suất tối đa.