Xilinx联手全球顶尖高校构建自适应计算研究集群

2020 年5月7日，自适应和智能计算的全球领先企业赛灵思公司宣布其正在全球四所最负盛名的高等学府设立“赛灵思®自适应计算集群（ Xilinx® Adaptive Compute Clusters，XACC ）”。XACC 将为用于高性能计算（ HPC ）的自适应计算加速前沿的研究提供关键基础设施和资金支持。XACC 支持的研究范围十分广泛，涵盖系统、架构、工具和应用。在中国，为配合此次新闻发布，赛灵思大学计划（ Xilinx University Program，XUP ）及学术合作团队也提供了一系列独具特色的合作方式。赛灵思同期宣布，将面向中国学术研究人员及机构免费提供 10 张赛灵思  Alveo™ 加速器卡，以供相关前沿研究及创新抢先试用。

XACC将配备赛灵思面向自适应计算加速而量身定制的最新硬件与软件技术。每个集群都经过专门配置，确保全球一流的学术团队开展最前沿的HPC研究。

首个 XACC已在瑞士苏黎世联邦理工学院（ ETH Zurich ）完成装配。随后，加州大学洛杉矶分校（ UCLA ）和伊利诺大学香槟分校（ UIUC ）也将陆续设置 XACC。第四个集群将设在新加坡国立大学（ NUS ）。XACC 由高端服务器、赛灵思 Alveo 加速器卡和高速网络组成。每张 Alveo 卡通过两路连接与 100Gbps 网络交换器相连，以支持探索用于分布式计算的任意网络拓扑。

高端服务器采用最先进的赛灵思软件，其中包括 Vitis™ 统一计算平台面向那些希望研究自适应计算加速的软件工程师、AI 研究人员以及数据科学家。全部四个 XACC 预计将在未来三个月内投入运行。未来部署还将扩展至赛灵思最新 7nm Versal™ 自适应计算加速平台（ ACAP ）。

赛灵思首席技术官兼高级副总裁 Ivo Bolsens 表示：“随着摩尔定律的落幕，我们正迈入一个令人振奋的新时代：新一代计算系统的面貌将完全颠覆我们以往所见，自适应计算加速器将在其中扮演关键角色。XACC 将成为未来创新与研究协作的专用枢纽，推动前沿自适应计算技术的发展和与新一代系统的整合。”

赛灵思邀请全球顶尖高校加入 XACC 项目，在采用了赛灵思最新自适应计算加速技术的集群上合作开展尖端 HPC 研究。合作伙伴的研究团队将能够远程访问集群的计算资源，以开展各自的自适应计算研究。此外，XACC 还将发挥社区中心的作用，推动研究人员与包括赛灵思内部研究团队在内的该领域其他专家展开紧密协作。

ETH Zurich 集群由该校计算平台学院院长、计算机科学系系统研究小组成员 Gustavo Alonso 教授领衔，致力于网络与数据库加速研究。

Alonso 教授表示：“赛灵思所构建的集群为研究人员提供了一个独一无二的契机，使我们能够以前所未有的规模和易用性探索最先进的技术。这些集群不仅将推动前沿技术研究，也将助力建设我们亟需的基础设施，方便我们以可复制的方式共享设计、成果、工具和思路。”

UCLA 集群的研究重点是高能效计算、大数据应用定制计算和高可扩展性的算法。UCLA Samueli 工程学院可定制领域专用计算中心主任丛京生（ Jason Cong ）教授将领导这项研究。丛教授从事 FPGA 技术前沿研究已超过 30 年。

丛教授表示：“我们非常感谢赛灵思自适应计算集群所作出的贡献，它将大幅推动我们在图形化机器学习、视频分析、基因组学和精准医疗领域的研究项目发展。赛灵思自适应计算集群提供的基于高带宽存储（ HBM ）的 FPGA 为我们雪中送炭，让这些研究项目中的众多计算步骤可以突破存储器局限。”

UIUC集群将安装在伊利诺大学的协调科学实验室（Coordinated Science Lab）中，同时也将汲取 UIUC 多年来在高性能与异构计算领域的科研与教育成果。具体研究主题包括：通过高速链路和交换机连接的新型多 FPGA 拓扑；FPGA 网络安全和存储一致性；高效的点对点数据传输；用于 SSD 数据处理的 FPGA 加速器；以实现高性能、高可编程性和可移植性为目标的编译器及系统工具。

该中心将由工程学院 Abel Bliss 讲座教授陈德铭（ Deming Chen ）教授以及电气与计算机工程系 AMD Jerry Sanders 讲座教授胡文美（ Wen-Mei Hwu ）共同执掌。

陈德铭教授表示：“该中心的资金和硬件捐赠，将使我们得以开展以往无法实现的全新研究以及教育活动。我们将创建全新的、围绕 FPGA 的实验性计算系统，并开发面向高性能计算的特定领域编译器和系统工具。我们将聚焦多个重点应用领域，包括深度学习 AI、大规模图形处理以及计算基因组学。多项研究生课程和本科课程也将受益于该中心的研究工作和集群的使用。此外，我们还计划邀请其他几所高校交流经验、共享计算资源和开展协作项目。” 

NUS集群将通过异构计算平台推动新系统和新应用的研发。这个位于新加坡的集群，也将成为吸引亚洲研究人员和学生促进国际协作，以及与亚洲、欧洲和美国其他 XACC 中心共同搭建全球测试平台的枢纽中心。

该研究由 NUS计算学院计算机科学系何丙胜（Bingsheng He）副教授、Weng-Fai Wong 副教授和 Tulika Mitra 教授共同领导。何丙胜副教授也是该学院计算机工程项目联合学术委员会主席和负责本科生教育的副院长。

何副教授表示：“我们非常感谢赛灵思对 NUS 计算机学院建设这一研究基础设施的慷慨支持。本校同仁始终致力于 FPGA 在不同领域应用的开创性研究，如数据库、机器学习、系统和网络、物联网以及计算机架构。凭借赛灵思的前沿 FPGA 平台，我们可以预见这一计算机集群将在 NUS 、新加坡乃至更广泛的区域里扮演重要角色，加速各种激动人心的新研究、新教育方式和新协作。”