Hacker News Digest

Облачный FPGA-ускоритель Alibaba на базе Kintex UltraScale+ можно приобрести на вторичном рынке всего за $200, что делает его привлекательной альтернативой новым платам стоимостью около $1000. Автор ставит задачу адаптировать эту плату для самостоятельного использования, несмотря на отсутствие документации и ограниченную поддержку в Vivado WebPack.

Ключевые шаги включают проверку работоспособности платы через PCIe, подключение отладчика через JTAG с использованием Segger J-Link и OpenOCD, определение распиновки и запись битстрима. Успешная конфигурация подтверждается через системные мониторы и тестовый дизайн, демонстрируя практическую возможность использования списанного enterprise-оборудования для хобби-проектов.

• Успешное использование Raspberry-PI V для подключения PCIe к плате Lattice Certus-Pro NX с демонстрацией работы в Microsoft Teams.
• Обсуждение доступности дешёвых плат с FPGA на вторичном рынке (eBay, AliExpress) и их потенциала для экспериментов, включая создание сетевого оборудования и ускорение баз данных.
• Рекомендация использовать адаптер FT2232H для совместимости с Vivado и обсуждение ограничений бесплатной версии ПО.
• Критика текущего состояния AI-инфраструктуры: отсутствие долгосрочных преимуществ у аппаратного обеспечения и медленное появление практических сервисов.
• Примеры реализации нейросетей на FPGA для высокоскоростного inference в научных задачах, несмотря на ограничения по памяти.

TL;DR
Чтение напрямую с диска быстрее, чем из кеша в памяти: пропускная способность SSD растёт, а латентность памяти стоит на месте. Нужны новые инструменты.

Эксперимент

• Задача: подсчитать количество десяток в 50 ГБ псевдослучайных int.
• Железо: AMD EPYC 7551P, 96 ГБ DDR4-2133, два Samsung PM983a PCIe 3.0 SSD (3,1 ГБ/с каждый) в RAID-0.
• Ограничения:
  • Память: 13 ГБ/с на поток (3 канала × 2133 МТ/с × 8 Б / 4 NUMA-домена).
  • Диски: 6,2 ГБ/с суммарно.

Код

int* data = mmap(..., size, PROT_READ, MAP_SHARED, fd, 0);
for (...) if (data[i] == 10) count++;

Результаты

• Первый запуск (с диска): 0,61 ГБ/с — ограничение диск.
• Второй запуск (из кеша): 3,71 ГБ/с — всё ещё ниже пропускной способности памяти.
• Бутылочное горлышко: не векторизованный цикл, ~3–4,5 млрд инструкций/с.

• mmap тормозит из-за последовательных page-fault и 4 Кб страниц; io_uring на 6 потоках читает буферы заранее и просто отдаёт готовые.
• Пропущены MAP_POPULATE / MADV_SEQUENTIAL / hugepages — без них сравнение «mmap vs io_uring» нечестое.
• Автор признаёт кликбейтное название «Memory is slow, Disk is fast»; суть: «RAID-0 NVMe даёт больше пропускной канала, чем DDR5-каналов на тестовой машине».
• Под капотом io_uring + O_DIRECT сам управляет кэшем, mmap же полагается на page-cache ядра.
• PCIe-5 ×128 линий серверных CPU уже >1 ТБ/с, что выше DDR5-6400 12-канального узла (~600 ГБ/с), но данные всё равно идут в RAM перед CPU.

• Удалено: устаревшие устройства sga и xenfv; опция -no-user-config.
• Новые пометки: -machine dump-guest-core=on, query-cpus-fast, query-cpu-definitions – deprecated.

Архитектуры

• 68k: поддержка q800 и macos9.
• ARM: новые SoC imx8mn, stm32h735, xlnx-zynqmp-ep108; машины mps3-an547, raspi5; эмуляция FEAT_SVE2, FEAT_MTE2, FEAT_LSE2.
• RISC-V: добавлены zacas, sstc, svadu, smstateen; машины spike-1.11, microchip-polarfire.
• x86: AMD SEV-SNP, Intel AMX, AVX-VNNI; KVM-TCG совместимость.

Устройства

• ACPI: поддержка SRAT для NVDIMM.
• Audio: Intel HDA теперь 24-бит.
• Block: virtio-blk/SCSI – discard=unmap, write-zeroes=unmap.
• Graphics: virtio-gpu – 3D, virglrenderer 1.0.
• NVMe: CMB, PMR, ZNS.
• PCIe: SR-IOV, ARI, ATS, PASID.
• USB: xHCI – USB 3.2 SuperSpeed+.

Прочее

• Multi-process: x-vhost-user-fs и vhost-user-vsock теперь в отдельном процессе.
• Сеть: vhost-vdpa – offloading checksum/TCP.

• QEMU восхищает пользователей: «просто работает», хорошо интегрируется и кажется «магией».
• Его применяют для dev-окружений, запуска ПО на других ОС, разработки новых ОС, а также в облаках.
• KVM ускоряет QEMU, предоставляя аппаратную виртуализацию через page-tables и trap-механизмы.
• Появилась экспериментальная сборка в WASM, что открывает онлайн-песочницы для разных архитектур.
• Поддерживается запуск Android-VM (Cuttlefish, официальный Android-emulator на базе QEMU).
• Утилиты вроде QuickEMU и UTM упрощают запуск ВМ, а пожертвования идут через Software Freedom Conservancy.

• Pine64 Star64 — плата на RISC-V за €39,99

  • 4-ядерный JH7110 (1,5 ГГц), 2 ГБ LPDDR4, Wi-Fi 5/BT 5.2, HDMI 4K, PCIe, GPIO 40-pin.
  • Поддерживает Linux (Ubuntu, Fedora) и RTOS (Zephyr).
  • Питание через USB-C 5 В/3 А; корпус и eMMC опционально.

• Доступность

  • Продажи стартуют 12 августа в магазине Pine64 и у партнёров.

• VisionFive 2 Lite — дешёвая RISC-V плата, но JH7110 не соответствует RVA23, что может вызвать проблемы с Ubuntu.
• Производительность ближе к Pi 4 при CLI-задачах, но без SIMD; для GUI и современных ПО памяти может не хватить.
• Поддержка Linux/Fedora/Debian хорошая, но многое из «обычного» ПО не тестируется на riscv64.
• Нет полноценного PCIe-слота и открытого GPU-драйвера; нужна M.2-SSD и максимум ОЗУ.
• Питание можно через PoE-сплиттер, встроенной flash нет, что полезно для офлайн-криптографии.
• Cookie-баннер статьи вызвал бурю негодования: отсутствует кнопка «отклонить всё», приходится пользоваться блокировщиками или зеркалами.