2015年度全球超級計算大會(Supercomputing Conference,簡稱SC15)于11月15日至20日在美國的德克薩斯州奧斯汀舉辦,全球超級計算大會是由IEEE計算機學會、美國計算機學會聯合主辦，旨在探討全球IT科技領域在高性能計算（HPC）、網絡、存儲和分析方面的最新技術、產品及發展趨勢。隨著互聯網技術的日益發展，大數據概念及應用的興起，高性能計算正在改變著世界。

愛爾蘭超級計算中心成立于2005年，是國家級高性能計算中心，它的任務是提供高性能計算資源、支持和教育培訓等。在SC15博覽會上他們不僅展出了基于FPGA的硬件加速器同時推出了加速器能耗管理系統（SEMA），這個能耗管理系統的硬件核心是多個德州儀器公司的INA226型電流分流監控器，其內部的ADC轉換器采樣率可達到500KHZ，上位機采用一個服務器工作站，能夠實時監控多達三個PCIe板卡形式的高性能計算加速器設備，這個系統能夠測量PCIe板卡的功耗，分辨率可達1毫秒/次，精確度高達99.9%。

圖1 ICHEC工程師裝扮成愛爾蘭傳說人物綠色小矮妖Leprechaun

ICHEC的工作人員演示了測量三種不同形式的PCIe板卡，第一種是基于Intel Xeon Phi 7120 CPU，第二種是基于Tesla K40 GPGPU，第三種是基于Xilinx Virtex-7 FPGA的Alpha Data ADM7V3板卡，測試程序采用統一的SHOC BenchMark，主要是矢量乘法運算操作。下面的SEMA系統給出三種不同形式PCIe板卡的監測結果：

圖2 SEMA的實時監測結果

每個波形圖中的波峰表示大量數據正向內存中傳輸同時執行SHOC核心運算，從波形圖中我們也可以看到每個設備從高速執行運算狀態過渡到空閑狀態的過程，以及能耗的變化情況。

基于 FPGA的Alpha Data加速器板卡空閑狀態下功耗低于19W，并且波峰狀態是的平均功耗在20W左右，執行SHOC算法的時間少于2秒，功耗是三個PCIe板卡中最低的。

Intel Xeon Phi 720 CPU板卡空閑狀態時功耗也只有20W，但是在執行SHOC測試程序時，功耗卻達到了100-150W，這也是符合微處理器型加速器的功耗情況的。

英偉達Tesla K40GPGPU型PCIe板卡空閑狀態時功耗30W，執行測試程序時功耗在60-120W，同樣符合并行處理器GPU的功耗情況

從以上分析來看我們可以初步得知，在處理一定計算負荷時，FPGA相比CPU和GPU具有明顯的優勢。不過從當前各大IT企業如Intel、百度等都開始關注FPGA，打算將他們的超級服務器及數據中心從傳統的ASIC處理器轉移到FPGA架構上來，FPGA在高性能計算這個領域將逐漸成為主角，FPGA用于超級計算是當前大數據時代的發展趨勢。

不光是ICHEC，其他廠商如聯科、IBM和Xilinx三方在SC15超算大會上舉辦了FPGA技術發展方向研討會，探討新一代計算技術和應用，同時聯科發布了三款新研發的FPGA加速產品。

言歸正傳，ICHEC借助這套功耗監控管理系統模型提出了HaaS（hardware as a service,硬件及服務）概念，并且可以以云系統的形式部署運行，如果對他們這套系統了解更多，可以隨時聯系他們： email：info@ichec.ie 。