云计算技术不断演变，IP是关键“主角”

推动云计算发展的三大趋势及挑战

在这过程中，推动云计算市场发展的趋势主要有三个：云数据快速增长、无处不在地使用人工智能提取数据的含义、云服务向网络边缘扩展。与之相对应，每个发展趋势都将对SoC设计人员提出挑战。

首先，云数据正以指数级不断增长。据IDC预计，从2020年至2025年，云数据的数量将增长3倍。数据的增长将给SoC开发人员带来新的挑战，因为他们需要在服务器之间以及服务器内部（即服务器内部设备之间）快速而有效地移动大量数据。由此，他们将面临提高每瓦特的性能，在现有容量/热量范围内增强计算能力；为设备间的数据访问提供高速、一致的芯片接口等挑战。

其次，云环境中收集、存储和处理的数据迅速增多。由于数据量大，用于分析和提取数据含义的传统机制已不能满足需求。因此，企业纷纷利用人工智能分析数据。

要从云端收集并存储的大量数据中有效获取价值，需要对SoC和云基础架构进行多项增强，包括：采用高能力、高性能的人工智能加速器进行基于机器的数据分析；利用高带宽内存/数据接口为人工智能加速器提供数据；通过高速、低延时的加速器互连实现人工智能加速器的扩展和数据传输。

再者，连接到云端的物联网设备激增。这些设备增加的原因是有许多对延时敏感的应用，为了满足这些应用的低时延要求，设计人员在边缘的分布式网络中将相关数据和数据处理能力部署到更靠近使用点的位置。
随着云环境需要不断扩展而满足边缘计算需求，SoC开发人员必须满足边缘计算诸如支持日益增多的机器间通信、亚毫秒级应用延时等新要求

一是服务器。数据量的增长对更快的服务器接口和更高效的存储器提出了需求。此外，保护数据对于云计算同样至关重要。要在这些高速接口中实施必需的安全算法，需要用于数据加密和解密的高质量加密IP、用于实施高速安全协议的安全协议加速器IP，以及用于提供信任根和安全密钥管理的可信执行环境。为了避免在各个数据路径中产生瓶颈，用于实现这些功能的IP必须能够保持线速运行。

二是网络基础架构设备。数据增长对更快网络速度提出要求，为此，领先的以太网交换机厂商已经在开发基于112G SerDes的800Gbps交换机，随着数据量的持续增长，未来几年可能会推出1.6Tbps以太网。而支持400Gbps以太网端口的基础架构交换机可采用56G x 8或112G x 4 SerDes电接口。

三是存储。存储系统管理不断增长的数据量，并使用加速器来处理数据。这些发展包括使用计算存储、存储类内存、与持久性存储器连接的缓存一致性接口，以及适用于更高数据传输速度的下一代NVMe接口。

四是可视化计算解决方案。随着云应用不断演进，出现了更多可视化内容，对可视化计算的支持已经成为云基础架构的一项额外功能。

五是电信边缘基础架构设备。云与边缘的融合将使云服务更靠近最终用户，从而提供更丰富、更高性能和更低的延时体验。而要实现对控制系统和其他对延时敏感的应用的快速响应，优选方法也许是使数据收集、存储和处理基础架构更靠近使用点，即网络边缘。

最后，用于数据分析的人工智能已成为云数据中心的重要功能。由于人工智能加速器倾向于处理大量数据，因此，内存接口通常是瓶颈所在，这使得高带宽内存对于这些设备有重要价值。

另外，针对边缘计算（尤其是聚合器和网关应用）的人工智能加速器通常会要求使用低功耗DDR (LPDDR) 内存。为了支持人工智能解决方案的扩展，加速器必须包含一个高速接口，例如56Gbps或112Gbps SerDes或HBI。芯片间的高速接口提供了加速器缩放和扩展能力，可满足苛刻的人工智能应用的需求。