聚焦SC15:基于Xilinx Kintex FPGA的快速图像处理器

作者:kenshin

图像处理在互联网利于应用广泛,尤其是一些社交网站,即时通讯工具,云存储,CDN(内容分发网络)以及一些大型网站,每天都要处理大量的图片流量,为了降低图片存储空间,提高传输速率,需要对图片进行统一的裁剪,制成缩略图。下面要介绍的是联科集团(ClusterTech)在SC15上展出的基于Xilinx Kintex系列 FPGA实现的快速图像处理器以及软件对比Demo。

联科图像处理器(CIP)是一款设计为添加在服务器上的板卡硬件,核心工作原理是采用先用可编程门阵列(FPGA)技术,将图片压缩的处理过程从CPU下方给CIP,利用其几十倍于CPU的处理能力实现加速,配合目前行业普遍采用的ImageMagick / GraphicsMagick处理技术,可数倍至数十倍加速其编解码过程和缩放裁剪操作,大大提高服务器的图像处理能力,降低延迟和功耗。

图1 联科图像处理器

图1 联科图像处理器

这款处理器是基于Xilinx Kintex-7 325T FPGA实现,根据联科集团的报告,此款处理器的图像处理能力相当于10个通用CPU,并且其功率消耗只有15W,大约是CPU功耗的10%,基于此款产品实现的图像处理服务器最终总成本可高达80%。

同时联科集团也给出了软件应用性能对比Demo,如下图所示:

图2 联科图像处理器性能展示

图2 联科图像处理器性能展示

Demo演示:

实验对比是采用联科处理器与CPU运行同一套程序,同时开始处理140张图片,将其裁剪成缩略图。左侧是联科处理器,右侧是普通CPU,由此我们可以明显看出性能上的差距,联科处理器能迅速处理完140张图片,而右侧的CPU在相同的时间内只处理了24张图片,而且可以看到CPU消耗的功率大约是联科处理器的10倍。

这种基于FPGA实现的硬件加速,功耗大幅降低的应用已经不算少了,尤其是在数据中心应用中体现的尤为明显。同时联科集团还提供其他基于FPGA实现的硬件加速器,如基于Xilinx Kintex UltraScale系列FPGA的数据压缩处理器和RAID擦除处理器等,想获取更多信息,可访问联科官方网站: www.clustertech.com

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