패널 토론: 오늘날의 FPGA가 데이터 폭주 문제를 해결하는 방법: Gen5에서 AI, NOC, 에지에서의 RF에 이르기까지
패널 토론 오늘날의 FPGA가 데이터 폭주 문제를 어떻게 길들이고 있는지 Gen5에서 AI, NOC에서 에지에서의 RF에 이르기까지 기록 보기
아키텍처 개념
NVMe 고속 데이터 캡처 및 레코더
데이터 캡처 및 기록 과제
고객이 캡처하거나 기록하고자 하는 스트리밍 데이터 소스는 많지만, 이를 고속(100Gb/s 이상)으로 달성하는 것은 쉽지 않은 일입니다.
어떤 센서 입력이 가능한가요?
이더넷 프레임을 통해 전송할 수 있는 모든 센서 데이터는 비트웨어의 데이터 캡처 및 레코더 아키텍처 개념으로 캡처 및 기록할 수 있습니다.
여기에는 비디오, RF 또는 사실상 모든 센서 또는 네트워크 데이터가 포함될 수 있습니다.
아날로그를 디지털로 변환하거나 디지털로 변환해야 하나요? 소니의 RFX-8440 카드가 적합할 수 있습니다!
데이터 캡처란 무엇을 의미하나요?
데이터 캡처 (아래 개념 #1 및 #2)의 경우 센서 데이터는 FPGA와 CPU를 거쳐 호스트 DDR4 DRAM 메모리로 전달됩니다.
캡처 깊이는 일반적으로 높은 데이터 전송률의 경우 초 단위로 제한됩니다. DDR4 DRAM은 상대적으로 비쌉니다.
데이터 레코더란 무엇을 의미하나요?
처리된 데이터 또는 원시 센서 데이터도 디스크에 기록할 수 있습니다. 아래 그림과 같이 몇 가지 레코더 아키텍처 개념을 제시합니다.
5가지 데이터 캡처 및 레코더 아키텍처 개념
컨셉을 클릭하면 세부 정보로 이동합니다:
개념 #1: 캡처
개요
가장 작고 가장 복잡한 아키텍처 접근 방식은 센서 데이터를 호스트 메모리로 바로 캡처하는 것입니다. 호스트의 소프트웨어가 여러 CPU 코어에서 처리하도록 데이터를 스케줄링합니다.
주요 포인트
- PCIe 4세대 및 5세대가 출시되면 빠르게 활용하기
- 가장 작고 복잡한 아키텍처
- 호스트 메모리 용량으로 제한된 캡처 버퍼 크기
- 일부 비트웨어 카드에는 캡처 대역폭을 추가할 수 있는 PCIe 확장이 지원됩니다.
개념 #2: 캡처 및 기록
개요
고대역폭에서 레코딩하기 위한 가장 간단한 아키텍처인 이 접근 방식은 호스트 메모리에서 캡처한 데이터를 스토리지 장치로 스트리밍하여 레코딩할 수 있도록 함으로써 개념 1의 데이터 캡처를 확장합니다.
주요 포인트
호스트 DDR 메모리 용량의 한계를 뛰어넘는 데이터 캡처 및 기록
NVMe 드라이브 수에 제한 없음 - 손쉬운 용량 확장 가능
최대 레코딩 속도 스토리지 어레이의 최대 스트리밍 쓰기 대역폭에 따라 달라짐
개념 #3: 디스크에 직접 레코딩
개요
이 아키텍처에서 FPGA PCIe 카드는 CPU와 동일한 PCIe 루트 컴플렉스에 있는 NVMe 어레이로 데이터를 스트리밍합니다. 이를 통해 데이터 흐름이 소프트웨어 제어 하에 호스트 메모리를 우회하면서 CPU에 미치는 영향을 최소화할 수 있습니다.
주요 포인트
FPGA 직접 연결 NVMe의 복잡성과 비용 방지
PCIe 확장 카드를 통해 호스트에 연결된 외부 NVMe JBOD 박스 사용 가능
Linux p2pmem(최신 커널) 활용
개념 #4: FPGA 직접 연결 디스크에 기록
개요
이 아키텍처에서 NVMe 드라이브/백플레인은 케이블을 통해 BittWare FPGA 카드에 직접 연결됩니다. 호스트는 여전히 드라이브에 액세스할 수 있지만 FPGA가 스토리지 컨트롤러 역할을 합니다.
주요 포인트
- NVMe 드라이브는 호환 가능한 확장 포트가 있는 BittWare 카드에서 FPGA에 직접 연결할 수 있습니다.
- 최대 레코딩 속도는 스토리지 어레이의 최대 스트리밍 쓰기 대역폭의 함수입니다.
개념 #5: NVMe 오버 패브릭 레코더
개요
이 아키텍처에서 FPGA는 NVMe-oF를 통해 센서 데이터를 네트워크에 연결된 상용 NAS 서버로 직접 전송합니다.
주요 포인트
상용 NAS 서버 사용 허용
이 개념은 FPGA 내부의 NVMe-oF를 활용합니다.
대부분의 상용 NAS 서버는 지속적인 회선 속도를 위해 100Gb/s 미만으로 제한됩니다.
이 개념은 FPGA 내부에서 가장 많은 리소스를 사용합니다.
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데이터 캡처 백서 및 앱 노트
백서를 통해 100G 데이터 캡처에 대해 자세히 알아보고 작동을 설명하는 자세한 앱 노트를 다운로드하세요. 자일링스 기반 제품을 사용하는 비트웨어 고객의 경우 개발자 웹사이트에서 Capture 프로젝트를 다운로드할 수도 있습니다.
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요청 시 NVMe 고속 데이터 캡처 및 레코더에 대한 자세한 내용을 확인할 수 있습니다. 자세한 내용은 퓨어스토리지에 문의하세요!
