一种基于FPGA的国产平台数据库加速系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于FPGA的国产平台数据库加速系统及方法，包括主机和与主机连接的FPGA板卡，所述的主机包括CPU、PCIe驱动、HOST程序；FPGA板卡通过PCIe接口与CPU连接；PCIe驱动程序，用于建立CPU和FPGA间的数据传输通路；HOST程序，用于负责操作分析和分配，使CPU将计算密集型任务卸载给FPGA去执行；FPGA芯片，用于将CPU卸载给的计算密集型任务进行执行操作；所述的主机还包括Kernel.lib模块、运行支持库；Kernel.lib模块，用于利用运行支持库实现并行加速功能文件和算法的下发。

A Database Acceleration System and Method for Domestic Platform Based on FPGA

【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA的国产平台数据库加速系统及方法
本专利技术涉及数据库加速
，具体涉及一种基于FPGA的国产平台数据库加速系统及方法。
技术介绍
CPU内核的计算过程需要大量数据，而片外DDR不仅带宽有限，还具有较长的访问延迟。片上缓存虽然可以一定程度上缓解这一问题，但容量极为有限。Intel通过数据预读、乱序执行、超线程等大量技术，解决带宽瓶颈，尽可能跑满CPU，但复杂的调度设计和缓存占用了大量的CPU硅片面积，使真正用来做运算的逻辑，所占面积甚至不到1%。同时，保证程序对之前产品兼容性的约束，在一定程度上制约了CPU构架的演进。相比于CPU面对的通用多任务计算，目前出现的深度学习、数据分析具有以下特点：任务单一，计算密度大，较高的数据可复用率。对计算构架的要求在于大规模的计算逻辑和数据带宽，而不在于复杂的任务调度，因此在CPU上并不能跑出较好的性能。FPGA在运营成本方面有着绝对的优势，可以根据用户的需求重新配置，适合数据并行和流水并行。FPGA的功耗和延时低，IO接口丰富，适合进行协议和接口转换。CPU功耗高，CPU只能做数据并行，不能做流水并行。自主CPU性能有限，不支持本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于FPGA的国产平台数据库加速系统，其特征在于，包括主机和与主机连接的FPGA板卡，所述的主机包括CPU、PCIe驱动、HOST程序；FPGA板卡通过PCIe接口与CPU连接；PCIe驱动程序，用于建立CPU和FPGA间的数据传输通路；HOST程序，用于负责操作分析和分配，使CPU将计算密集型任务卸载给FPGA去执行；FPGA芯片，用于将CPU卸载给的计算密集型任务进行执行操作；所述的主机还包括Kernel.lib模块、运行支持库；Kernel.lib模块，用于利用运行支持库实现并行加速功能文件和算法的下发。

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的国产平台数据库加速系统，其特征在于，包括主机和与主机连接的FPGA板卡，所述的主机包括CPU、PCIe驱动、HOST程序；FPGA板卡通过PCIe接口与CPU连接；PCIe驱动程序，用于建立CPU和FPGA间的数据传输通路；HOST程序，用于负责操作分析和分配，使CPU将计算密集型任务卸载给FPGA去执行；FPGA芯片，用于将CPU卸载给的计算密集型任务进行执行操作；所述的主机还包括Kernel.lib模块、运行支持库；Kernel.lib模块，用于利用运行支持库实现并行加速功能文件和算法的下发。2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的国产平台数据库加速系统，其特征在于，计算密集型任务包括数据库中连接、排序、分组、聚合操作。3.根据权利要求2所述的一种基于FPGA的国产平台数据库加速系统，其特征在于，FPGA芯片包括动态重构逻辑模块和静态重构逻辑模块；静态重构逻辑模块，用于负责配合主机上的PCIE驱动建立CPU和FPGA芯片间数据传输通路；动态重构逻辑模块，用于对卸载到FPGA的操作执行Kernel.lib模块下发的并行加速算法进行加速。4.根据权利要求3所述的一种基于FPGA的国产平台数据库加速系统，其特征在于，静态重构逻辑模块，用于针对建立CPU和FPGA芯片间数据传输通路的操作在FPGA上实现具体的加速算法；静态重构逻辑模块还设有配置文件。5.根据权利要求4所述的一种基于FPGA的国产平台数据库加速系统，其特征在于，所述主机...

【专利技术属性】
技术研发人员：张武，吴登勇，李德国，
申请(专利权)人：山东超越数控电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37