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COMPUTING ARCHITECTURE
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- ELETTRONICA OGGI 469 - APRILE 2018
gli hardware developer, attraverso dispositivi come gli
FPGA (field-programmable gate array). Ora, con ACAP,
Xilinx vuol indirizzare anche il target degli sviluppatori
software di applicazioni. In effetti, tale piattaforma mira
a spingersi ben oltre le capacità di un classico FPGA:
ACAP si presenta come una tecnologia di elaborazione
eterogenea, multi-core, altamente integrata, modificabi-
le a livello hardware e software per adattarsi alle esi-
genze di un’ampia gamma di applicazioni e workload.
L’adattabilità di un ACAP, dichiara Xilinx, è attuabile in
modo dinamico durante il funzionamento del disposi-
tivo, per fornire livelli di prestazioni e performance per
watt impareggiabili, nel confronto con CPU (central pro-
cessing unit) o GPU (graphics processing unit). Obiet-
tivo dei device ACAP è accelerare un’ampia gamma di
workload, nel contesto di emergente sviluppo dei big
data e dell’intelligenza artificiale (AI); workload e ap-
plicazioni tra cui si possono menzionare trascodifica
video, compressione dati, gestione database, visione
artificiale, accelerazione della rete.
A livello infrastrutturale, gli sviluppatori hardware e
software, chiarisce Xilinx, potranno progettare prodotti
“ACAP-based”, per gli endpoint, per la componente peri-
ferica della rete (edge) e per le applicazioni cloud. Cosa
possa significare questa trasformazione tecnologica di-
rompente lo fa capire Patrick Moorhead, fondatore della
società di analisi e consulenza Moor Insights & Strategy:
“Questo sembra essere il futuro del computing, perché
stiamo parlando, ad esempio, dell’abilità di eseguire il
sequenziamento genomico in un paio di minuti, invece
che in un paio di giorni”. Moorhead parla anche dell’op-
portunità, con i device ACAP, di realizzare data center
in grado di programmare i propri server per cambiare
i carichi di lavoro su cui concentrarsi, in funzione delle
domande di elaborazione: ad esempio, potrebbe essere
possibile programmarli per l’esecuzione di trascodifica
video durante il giorno, e l’effettuazione di operazioni di
riconoscimento immagini durante la notte.
Caratteristiche tecniche
Scendendo maggiormente nei dettagli tecnici, i dispo-
sitivi ACAP, come accennato, potranno indirizzare an-
che gli sviluppatori software, in grado di creare sistemi
“ACAP-based” utilizzando strumenti come C/C++, Open-
CL e Python. Un dispositivo ACAP, aggiunge Xilinx, può
anche essere programmabile a livello di linguaggio RTL
(register transfer level) usando i tool tipici degli FPGA.
La piattaforma ACAP, spiega l’azienda, ha al suo cuo-
re una nuova generazione di FPGA, con una nuova
struttura interna: essa comprende memoria distribu-
ita e blocchi DSP hardware programmabili; un SoC
multi-core, e uno o più motori di elaborazione adatta-
bili all’hardware e programmabili via software. Il tut-
to è connesso attraverso un NoC (network-on-chip).
In aggiunta, un ACAP ha anche funzionalità I/O pro-
grammabili altamente integrate, che spaziano
da controller hardware di memoria integrati
programmabili, a tecnologia evoluta SerDes;
da convertitori ADC e DAC RF d’avanguardia,
a memorie HBM (high bandwidth memory), a
seconda delle varianti dei device.
I dispositivi “Everest” sono attesi raggiungere
un miglioramento delle prestazioni di venti
volte nelle applicazioni di reti neurali “profon-
de” (DNN - deep neural network), in confronto
agli attuali, recenti, FPGA Virtex VU9P, realizza-
ti con processo di fabbricazione a 16 nanome-
tri (nm). Ancora, aggiunge Xilinx, i dispositivi
RRH (remote radio head) per le reti 5G che
utilizzerannno la piattaforma Everest dispor-
ranno di un’ampiezza di banda quattro volte
maggiore rispetto a quelle delleradio basate
su device con tecnologia a 16 nm. Infine, conclude la
società, una vasta gamma di applicazioni in molteplici
settori potrà beneficiare di significativi incrementi delle
prestazioni e di una maggiore efficienza nel consumo di
energia: tali mercati spaziano dal mondo automobilisti-
co, a quello industriale, scientifico, medicale; ma vi sono
anche aerospazio e Difesa, strumentazione di test, misu-
ra ed emulazione; applicazioni di broadcasting audio e
video, dispositivi di largo consumo.
Fig. A – L’architettura logica della piattaforma ACAP di Xilinx, nome in codice ‘Everest’