Design Gateway — Special Reference Design

MPSoC向け組込みLinuxで
6,300 MB/s
ファイル書込み性能を実現

組込みLinuxにおけるNVMeボトルネックを解消
6,300
MB/s
FILE WRITE PERFORMANCE

従来のFPGAベースの組込みLinuxでは、内蔵PCIe Hard IPと汎用NVMeドライバの処理負荷、およびPCIe Gen3の制約により、最新NVMe SSDの性能が約1,600 MB/s程度で頭打ちになるケースがあります。

デザイン・ゲートウェイの完全ハードウェア・ソリューションはこの制限を突破し、FPGA SoCプラットフォーム上で6,300 MB/s超のファイル書込み性能を実現します。

限界を突破する4つのポイント
PCIe Gen4 Soft IP
PCIe Gen4 Soft IP を統合
標準MPSoCは内蔵PCIe Gen3 Hard IPにより帯域が制約されます。PCIe Gen4 Soft IPを内蔵することで、帯域を倍増(〜7,000 MB/s相当)させ、Gen3のボトルネックを解消します。
完全ハードウェア・オフロード
完全ハードウェア・オフロード
従来のLinuxドライバはプロトコル処理をソフトウェアで行うためCPU負荷が高くなります。rmNVMe-IPコアはNVMeおよびPCIeプロトコルを完全ハードウェア実装し、CPUからほぼ全ての処理をオフロードしてレイテンシを最小化します。
デュアル・チャンネルDMA
デュアル・チャンネルDMAでPSとPLを接続
外部PCIe Gen4のデータレートに内部帯域を合わせるため、カスタムDMAを採用。2本のAXI DMAチャネルを同時動作させることで、PS(Processing System)メモリとPL(Programmable Logic)間の帯域を倍増し、8,000 MB/s超の内部転送を維持します。
高性能アプリケーション付属
高性能アプリケーション付属
fioなどの標準ベンチマークは、最適化されたハードウェア性能を引き出せない場合があります。カスタムio-uringアプリにより、非同期最適化を活用し、持続書込みスループットを6,300 MB/sまで引き上げます。
高負荷演算と大容量データ転送を要求するアプリケーションに最適
AIインターフェース システム
AIインターフェース システム
自律システム(ドローン等)
自律システム(ドローン等)
エッジ・コンピューティング
エッジ・コンピューティング
動画解析・画像処理
動画解析・画像処理
動作環境
FPGA開発キット AMD ZCU106 Zynq UltraScale+ MPSoC FPGA Board
SSDとの接続アダプタ デザイン・ゲートウェイ AB17-M2FMC
SSD M.2 フォームファクタの NVMe PCIe Gen4 SSD
PC Windows あるいは Linux PC
IPコア rmNVMeG4-IP
リファレンス・デザイン Random-Access NVMe Host System on Embedded Linux Using rmNVMe-IP Reference Design
無償評価デモ

Zynq UltraScale+ MPSoC(ZCU106)向け評価デモを無償で公開しておりますので、実機環境で性能向上を直接検証できます。

詳しくは以下のデモ動画およびウェブサイトに公開のドキュメントをご覧ください。

📄 リファレンスデザイン ドキュメント 📋 デモ手順書 💾 無償評価デモBitファイル
DEMO VIDEO
From 1,600 MB/s to 6,300 MB/s:
Four Keys to High-Performance NVMe File Access on FPGA-based Linux
▶ デモ動画を視聴
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