Analítica acelerada por Fpga: De los nodos individuales a los clústeres

Título original:

Fpga-Accelerated Analytics: From Single Nodes to Clusters

Contenido del libro:

Los centros de datos que albergan las aplicaciones de uso intensivo de datos utilizadas en el aprendizaje automático y los servicios en línea se enfrentan a un reto importante: la cantidad de datos que hay que almacenar y procesar aumenta a un ritmo exponencial, mientras que el rendimiento de los procesadores tradicionales lleva años estancado a medida que la Ley de Moore se reduce. Impulsadas por estas tendencias, las aplicaciones de procesamiento y gestión de datos están cada vez más distribuidas, lo que provoca nuevos cuellos de botella en el movimiento de datos a varios niveles de la arquitectura de software y hardware. Los autores muestran cómo los aceleradores de hardware especializados pueden dar respuesta al problema del estancamiento informático y ayudar a reducir los cuellos de botella en el movimiento de datos situándolos en el lugar adecuado dentro de la arquitectura del ordenador. Se centran en las matrices de puertas programables en campo (FPGA) y muestran cómo permiten expresar algoritmos de formas fundamentalmente distintas a las CPU o las GPU. Muchas grandes empresas utilizan estas técnicas de aceleración en sus ofertas de almacenamiento y procesamiento.

Los autores analizan las ventajas de utilizar FPGA en el contexto del procesamiento analítico, tanto como acelerador dentro de una base de datos de nodo único como en el marco de canalizaciones de análisis de datos distribuidos. Presentan directrices para el diseño de aceleradores en ambos escenarios y ejemplos de integración en bases de datos relacionales completas. Lo hacen a través del prisma de proyectos de investigación recientes que exploran cómo las nuevas operaciones de cálculo intensivo en bases de datos pueden beneficiarse de las FPGA. Por último, destacan los futuros retos de investigación en programabilidad e integración y cubren las tendencias arquitectónicas que están impulsando la rápida adopción de aceleradores en los centros de datos y la nube.

La monografía ofrece a investigadores y profesionales una visión concisa de cómo las FPGA pueden desempeñar un papel importante en el diseño de los modernos sistemas de computación intensiva de datos. Basándose tanto en la teoría como en las implementaciones prácticas, los lectores se ponen rápidamente al día sobre una técnica que mejorará significativamente el rendimiento de un sistema.