[发明专利]FPGA平台即服务（PAAS）

说明书

FPGA PaaS使企业开发人员能够通过使用其市场组件，应用程序和流服务器轻松构建应用程序。FPGA PaaS为其FPGA PaaS企业开发人员提供了其功能。

背景技术

高性能计算解决方案用于企业级应用中，以便以高速、高效和可靠的方式操作应用。例如，Google提供张量处理单元(Tensor Processing Unit，简称：TPU)，这是一个专门为机器学习应用量身定制的专用集成电路。TPU(或TPU组)与其他通用处理器一起使用，以加速数据中心内机器学习工作负载的指定处理任务。可重新配置计算是利用高速计算结构(例如包括多个现场可编程门阵列(FPGA)的网络)提供信息高性能处理的另一种方法。与上面描述的方法类似，一种当前架构使用通用处理器和可重新配置的硬件处理器阵列作为加速器。微软的一种现有方法最初是作为Catapult项目开始的，该项目支持Bing搜索算法。通过将通用处理器与FPGA结合使用，微软已经报告了与处理算法相关的性能提升40倍以及系统性能提升2倍。微软推动了这一FPGA加速器的发展，并在其及其云平台内本地启用了人工智能。同样，IBM和Xilinx宣布合作，使FPGA加速器可用于数据中心架构。

在上面描述的现有方法中，通用处理器控制加速器处理器的行为，加速器处理器被编程为执行诸如图像处理或模式匹配的特定任务。一旦特定任务完成，通用处理器然后协调进一步的任务，以便可以完成后续过程。这样，可以获得与速度相关的一些优点，因为处理任务将通过特定的配置硬件来完成。但是，使用通用处理器的系统所需的处理器协调和数据移动会提供延时，延迟，因为操作系统本身无法将恶意代码与预期的代码执行区分开来而在通用处理器上盲目执行导致的固有的安全漏洞。在其他配置中，定制处理器被配置为充当加速器或类似于协处理器操作，再次与通用处理器和固有不安全操作系统一起操作。

最近在Equifax发生的一连串的数据泄露事件，其中超过145,000,000名美国消费者的财务和大部分不可更改的个人数据受到了损害。虽然人们越来越希望提高计算机系统抵御网络攻击的能力，但这种高调攻击在许多领域都很常见，包括政府人事记录保存，零售交易处理和社交媒体。虽然已经进行了许多尝试来改进基本安全特性，诸如采用更复杂的密码和生物识别访问之类，但是这些尝试几乎没有显着减少典型的基于微处理器的计算机系统的攻击面。绝大多数此类攻击利用底层软件操作系统(OS)中的特征或漏洞，导致微处理器执行不需要的功能。因此，大多数数据中心合规性认证组织(如HIPPA、PCI或FEDRAMP)要求这些数据中心每天检查已发布的操作系统安全漏洞列表，并针对已识别的漏洞实施修补程序。这些努力试图保持领先黑客一步，但仍有进一步的漏洞被发现。

除了上面提到的安全挑战之外，基于通用处理器的计算机系统在同时执行应用程序和执行应用程序的连续监视时也具有固有的低效率。在计算机应用程序中，能够监视在应用程序执行期间可能发生的各种事件通常是有益的。这些事件可以让用户深入了解应用程序性能或整体系统运行状况。不幸的是，在当今基于微处理器的计算机系统中监视诸如此类的事件是有代价的。为了将所需的监视添加到应用程序中，开发人员必须添加其他软件步骤。然后，这些步骤必须由微处理器执行，从而消耗处理时钟周期并且还改变原始应用程序的指令执行。由于一个应用程序生成数百万个这样的事件并不罕见，因此整体应用程序性能会很容易受到影响。因此，对指令处理器中的事件的任何监视都将减慢其应用程序性能，使得监视所述期望级别的事件变得不切实际。

发明内容

提供的此发明内容是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下面的具体实施方式中进一步描述。此发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。