大量數據爆發，XilinxFPGA怎么提高數據傳輸速率？背景或許，你會認為DPDK（DataPlanDevelopmentKit）是一個應用在網絡應用層上的高速數據傳輸標準；或許，你認為DPDK是Intel制定的一套規格；或許，你認為DPDK在CPU和ASIC界是受限的保密的；亦或許，你都沒有聽說過DPDK，考慮到它的發展歷史，確實很有可能。所以，如果以上的這些假設中有一項是正確的，那么你應該讀讀下面的內容。最初，DPDK是一個數據層的庫集，后來Intel開發了專門針對IntelX86微處理器的可以快速分組處理NIC（網絡接口控制）的驅動，這就是DPDK的前世。而今生的DPDK，在去年四月份，已經成為一個Linux基金項目，并且可以在DPDK.org上看到。DPDK主要包括以下幾個大家常用的主要庫：當需要最小化CPU周期數時（一般小于80）發送和接收數據包；開發快速分組算法；運行第三方快捷路徑堆棧。迄今為止，DPDK聽起來確實像是一個特殊的網絡開發工具，但是，也正如AtomicRules的CTOShepSiegel所說：“如果你可以使你的數據傳輸問題看起來僅僅是一個數據包傳輸問題的話，那么，在你的開發流程中，DPDK可能就是一條比較有幫助捷徑”。Arkville并且，關于近期更多DPDK的細節，Siegel的團隊可能更為了解，主要是因為他的團隊剛發布了Arkville，這是一個支持DPDK的FPGA/GPP的數據傳輸IP塊和DPDKPMD（PollModeDriver，與Linux基金開源DPDK庫17.05發行版協作，允許LinuxDPDK應用分流服務器循環到FPGA門）。同時，AtomicRules的Arkville發行版還兼容XilinxVivado2017.1（這是今年四月份剛剛發布Vivado設計工具的最新版本）。此外，AtomicRules提供了兩個簡單的demo設計（均可通過Vivado2017.1進行編譯）：4端口，4隊列10GbEdemo（Arkville+4x10GbEMAC）單端口單隊列100GbEdemo（Arkville+1x100GbEMAC）以上這兩個例子都是數據移動器。準確來說，Arkville是一個數據包導管道，這個管道有一個CPU端的DPDK接口，一個FPGA端的AXI接口，同時，在Arkville管道上還有一個可以很方便地增加用戶用于處理這些數據包的硬件設計點，同時這也是CPU分流邏輯的所在。AtomicRules開發的ArkvilleIP和所有的XilinxUltraScale器件都協作良好，但是，與XilinxUltraScale+的全可編程器件協作的更好，這主要歸功于全可編程器件內部集成兩個PCIeGen3x16控制器（包括KintexUltraScale+和VirtexUltraScale+FPGA系列器件和ZynqUltraScale+MPSoC系列器件）。為什么呢？正如BittWare企業的VPCraigLund主管所說“100G的以太網是不太可能的，但是你是否可以在服務器端通過使用PCIe來達到這個速率[使用一個PCIeGen3x16接口]是不明確的。從PCIe的參數來看，這看起來似乎簡單，但事實并非如此”。Lund還說到，如果你正在處理一個最小尺寸的數據包，那么可以采用大量超過14百萬每秒來實現。但是如果你正在處理一個大的數據包，那將需要更多的帶寬，這或許正是一個對單PCIeRoot復合體生產力的挑戰，不過從實際出發，確實一個不夠。應用AtomicRules的ArkvilleIP，BittWare開發出了自己的產品——XUPP3RPCIe卡，同時它還組合了一個Xilinx的VirtexUltraScale+VU13PFPGA芯片。BittWare的XUPP3RPCIe板卡的眾多獨特特征之一就是它有兩個PCIeGen3x16端口：一個在邊緣連接器時有效，另一個是一個可選的連續擴展口。其中第二個PCIeGen3x16口可以用作增加帶寬的第二PCIe槽。然而，盡管Lund沒有多說，這里卻不僅僅需要兩個PCIeGen3x16插槽，而是需要兩個PCIeGen2Root復合體，也就意味著需要一個兩組插槽的母板，然后兩個CPU工作處理數據通路。以下簡化的方框圖可以說明Lund的觀點：BittWare不僅開發了具有兩個PCIeGen3x16端口的XUPP3RPCIe卡，此外，BittWare還使用它的XUPP3RPCIe卡和ArkvilleIP共同開發了兩個產品：StreamSleuth，一個100GbE的網絡數據包處理器具。StreamSurge，一個1U盒子，內有IntelE5v4單插座服務器和由XUPP3RPCIe卡設計的NIC以及BittWare的StreamSurgeIP。不過，需要對號的是：Arkville是AtomicRules提供的一個IP，XUPP3RPCIe卡是BittWare提供的產品，