ISANG 872 Programmable Acceleration Card na may Intel Arria 10 GX FPGA

Panimula

Tungkol sa Dokumentong ito

Ang dokumentong ito ay nagbibigay ng mga paraan upang tantyahin at patunayan ang kapangyarihan at thermal performance ng iyong AFU na disenyo gamit ang Intel® Programmable Acceleration Card na may Intel Arria® 10 GX FPGA sa target na platform ng server.

Pagtutukoy ng Power

Sinusubaybayan at pinamamahalaan ng board management controller ang mga thermal at power event sa Intel FPGA PAC. Kapag ang board o FPGA ay nag-overheat o gumuhit ng labis na kasalukuyang, pinapatay ng board management controller ang kapangyarihan ng FPGA para sa proteksyon. Kasunod nito, ibinababa din nito ang link ng PCIe na maaaring magdulot ng hindi inaasahang pag-crash ng system. Sumangguni sa Auto-Shutdown para sa higit pang mga detalye tungkol sa mga pamantayan na nag-trigger ng board shutdown. Sa mga normal na kaso, ang temperatura at kapangyarihan ng FPGA ay sa ngayon ang nangungunang sanhi ng pagsara. Upang mabawasan ang downtime at matiyak ang katatagan ng system, inirerekomenda ng Intel na ang kabuuang kapangyarihan ng board ay hindi lalampas sa 66 W at ang kapangyarihan ng FPGA ay hindi lalampas sa 45 W. Ang mga indibidwal na bahagi at board assemblies ay may pagkakaiba-iba ng kapangyarihan. Samakatuwid, ang mga nominal na halaga ay mas mababa kaysa sa mga limitasyon upang matiyak na ang board ay hindi makakaranas ng random na pagsasara sa isang system na may iba't ibang workload at temperatura ng pumapasok.

Pagtutukoy ng Power

Sistema	Kabuuang Board Power (watts)	FPGA Power (watts)
Isang system na may FPGA Interface Manager (FIM) at AFU na tumatakbo sa pinakamasamang kaso ng throttling workload sa loob ng minimum na 15 minuto sa core temperature na 95°C.	66	45

Ang kabuuang board power ay nag-iiba depende sa iyong Accelerator Functional Unit (AFU) na disenyo (dami at dalas ng logic toggling), temperatura ng pumapasok, temperatura ng system at airflow ng target na slot para sa Intel FPGA PAC. Upang pamahalaan ang pagkakaiba-iba na ito, inirerekomenda ng Intel na matugunan mo ang detalye ng kapangyarihan na ito upang maiwasan ang power shutdown ng Board Management Controller.

Kaugnay na Impormasyon

Auto-Shutdown.

Mga kinakailangan

Dapat i-validate ng server original equipment manufacturer (OEM) na ang bawat Intel FPGA PAC na nakikipag-interfacing sa isang PCIe slot sa isang target na server platform ay maaaring manatili sa loob ng mga thermal limit kahit na ang board ay kumonsumo ng maximum na pinapayagang kapangyarihan (66 W). Para sa higit pang impormasyon, sumangguni sa Intel PAC na may Intel Arria 10 GX FPGA Platform Qualification Guidelines(1).

Mga Kinakailangan sa Tool

Dapat mayroon kang mga sumusunod na tool upang matantya at suriin ang pagganap ng kapangyarihan at thermal.

• Software:
  • Intel Acceleration Stack para sa Pag-unlad
  • BWtoolkit
  • Disenyo ng AFU(2)
  • Tcl script (download) – Kinakailangan upang i-format ang programming file para sa pagsusuri
  • Maagang Power Estimator para sa mga Intel Arria 10 device
  • Intel FPGA PAC Power Estimator Sheet (download)
• Hardware:
  • Intel FPGA PAC
  • Micro-USB cable(3)
  • Target na Server para sa Intel FPGA PAC(4)

Inirerekomenda ng Intel na sundin mo ang Intel Acceleration Stack Quick Start Guide para sa Intel Programmable Acceleration Card na may Intel Arria 10 GX FPGA para sa pag-install ng software.

Kaugnay na Impormasyon

Gabay sa Mabilis na Pagsisimula ng Intel Acceleration Stack para sa Intel Programmable Acceleration Card na may Intel Arria 10 GX FPGA.

1. Makipag-ugnayan sa iyong kinatawan ng suporta sa Intel upang ma-access ang dokumentong ito.
2. Ang build_synth na direktoryo ay nilikha pagkatapos mong i-compile ang iyong AFU.
3. Sa Acceleration Stack 1.2, ang board monitoring ay ginagawa sa PCIe.
4. Tiyaking napatunayan ng iyong OEM ang (mga) naka-target na PCIe slot alinsunod sa Mga Alituntunin sa Kwalipikasyon ng Platform para sa iyong Intel FPGA PAC.

Gamit ang Board Management Controller

Auto-Shutdown

Sinusubaybayan at kinokontrol ng Board Management Controller ang mga pag-reset, iba't ibang power rail, FPGA at temperatura ng board. Kapag naramdaman ng Board Management Controller ang mga kondisyon na maaaring makapinsala sa board, awtomatiko nitong pinapatay ang board power para sa proteksyon.

Tandaan: Kapag nawalan ng kapangyarihan ang FPGA, ang koneksyon ng PCIe sa pagitan ng Intel FPGA PAC at host ay naka-down. Sa maraming system, ang PCIe link-down ay maaaring magdulot ng pag-crash ng system.

Pamantayan sa Auto-Shutdown

Ang sumusunod na talahanayan ay naglilista ng mga pamantayan kung saan ang Board Management Controller ay nagsasara ng board power.

Parameter	Limitasyon ng Threshold
Kapangyarihan ng Lupon	66 W
12v Backplane Current	6 A
12v Backplane Voltage	14 V
1.2v Kasalukuyan	16 A
1.2v Voltage	1.4 V
1.8v Kasalukuyan	8 A
1.8v Voltage	2.04 V
3.3v Kasalukuyan	8 A
3.3v Voltage	3.96 V
FPGA Core Voltage	1.08 V
FPGA Core Current	60 A
FPGA Core Temperature	100°C
Temperatura ng Core Supply	120°C
Temperatura ng Lupon	80°C
Temperatura ng QSFP	90°C
QSFP Voltage	3.7 V

Pagbawi Pagkatapos ng Auto-Shutdown

Ang Board Management Controller ay pinipigilan ang power off hanggang sa susunod na power cycle. Samakatuwid, kapag ang kapangyarihan ng Intel FPGA PAC card ay na-shut down, dapat mong i-power cycle ang server upang maibalik ang kapangyarihan sa Intel FPGA PAC.

Ang karaniwang sanhi ng power shutdown ay ang FPGA overheating (kapag ang core temperature ay higit sa 100°C), o ang FPGA drawing ng sobrang current. Karaniwang nangyayari ito kapag lumampas ang disenyo ng AFU sa mga power envelope na tinukoy ng Intel FPGA PAC o walang sapat na airflow. Sa kasong ito, dapat mong bawasan ang pagkonsumo ng kuryente sa iyong AFU.

Subaybayan ang mga On-Board Sensor Gamit ang OPAE

Gamitin ang programa ng command line ng fpgainfo upang ipunin ang data ng temperatura at power sensor mula sa Board Management Controller. Magagamit mo ang program na ito sa Acceleration Stack 1.2 at higit pa. Para sa Acceleration Stack 1.1 o mas luma, gamitin ang BWMonitor tool gaya ng inilalarawan sa susunod na seksyon.

Upang kolektahin ang data ng temperatura:

• bash-4.2$ fpgainfo temp

Sampang output

Upang mangalap ng data ng kapangyarihan

• bash-4.2$ kapangyarihan ng fpgainfo

Sampang output

Subaybayan ang mga On-Board Sensor Gamit ang BWMonitor

• Ang BWMonitor ay isang tool na BittWare na nagbibigay-daan sa iyong sukatin ang temperatura ng FPGA/board, voltage, at kasalukuyang.

Kinakailangan: Dapat kang mag-install ng micro-USB cable sa pagitan ng Intel FPGA PAC at ng server.

1. I-install ang naaangkop na BittWorks II Toolkit-Lite software, firmware, at bootloader.

OS-Compatible BittWorks II ToolkitLite Bersyon

Operating System	Palayain	BittWorks II Toolkit-Lite na Bersyon	I-install ang Command
CentOS 7.4/RHEL 7.4	2018.6 Enterprise Linux 7 (64-bit)	bw2tk- lite-2018.6.el7.x86_64.rpm
			sudo yum install bw2tk-\ lite-2018.6.el7.x86_64.rpm
Ubuntu 16.04	2018.6 Ubuntu 16.04 (64-bit)	bw2tk- lite-2018.6.u1604.amd64.deb
			sudo dpkg -i bw2tk-\ 2018.6.u1604.amd64.deb

Sumangguni sa Pagsisimula webpage para i-download ang BMC firmware at mga tool

• Bersyon ng BMC Firmware: 26889
• Bersyon ng BMC Bootloader: 26879

I-save ang files sa isang kilalang lokasyon sa host machine. Ang sumusunod na script ay nag-prompt para sa lokasyong ito.

Magdagdag ng Bittware tool sa PATH:

• i-export ang PATH=/opt/bwtk/2018.6.0L/bin/:$PATH

Maaari mong ilunsad ang BWMonitor gamit ang

• /opt/bwtk/2018.6L/bin/bwmonitor-gui&

Sample Mga Pagsukat

AFU Design Power Verification

Daloy ng Pagsukat ng Power

Upang suriin ang kapangyarihan para sa iyong disenyo ng AFU, kunin ang mga sumusunod na sukatan:

• Kabuuang kapangyarihan ng board at temperatura ng FPGA
  • (pagkatapos patakbuhin ang pinakamasamang kaso ng mga pattern ng data sa iyong disenyo sa loob ng 15 minuto)
• Static Power at Temperatura
  • (gamit ang isang static na disenyo ng pagsukat ng kapangyarihan)
• Pinakamasama Kaso Static Power
  • (mga hinulaang halaga gamit ang Early Power Estimator para sa mga Intel Arria 10 device)

Pagkatapos, gamitin ang Intel FPGA PAC Power Estimator Sheet (pag-download) kasama ang mga naitalang sukatan na ito upang i-verify kung ang iyong disenyo ng AFU ay nakakatugon sa detalye.

Pagsukat sa Kabuuang Kapangyarihan ng Lupon

Sundin ang mga hakbang na ito

1. I-install ang Intel PAC na may Intel Arria 10 GX FPGA sa isang kwalipikadong PCIe slot sa server. Kung gumagamit ka ng BWMonitor para sa pagsukat, ikonekta ang Micro-USB cable mula sa likod ng card sa anumang USB port ng server.
2. I-load ang iyong AFU at tumakbo sa pinakamataas na lakas nito.
   • Kung ang AFU ay gumagamit ng Ethernet, pagkatapos ay tiyaking ang network cable o module ay ipinasok at nakakonekta sa kasosyo sa link at ang trapiko ng network ay naka-on sa AFU.
   • Kung naaangkop, patuloy na patakbuhin ang DMA upang mag-ehersisyo ang on-board DDR4.
   • Patakbuhin ang iyong mga application sa host para pakainin ang AFU ng pinakamasamang kaso ng trapiko pati na rin upang ganap na magamit ang FPGA. Tiyaking binibigyang-diin mo ang FPGA na may pinakamabigat na trapiko ng data. Patakbuhin ang hakbang na ito nang hindi bababa sa 15 minuto upang payagan ang temperatura ng core ng FPGA na tumira.
     • Tandaan: Sa panahon ng pagsubok, subaybayan ang kabuuang board power, FPGA power, at FPGA core temperature value para matiyak na mananatili ang mga ito sa detalye. Kung naabot ang 66 W, 45 W, o 100°C na limitasyon, ihinto kaagad ang pagsubok.
3. Pagkatapos maging stable ang core temperature ng FPGA, gamitin ang fpgainfo program o BWMonitor tool para i-record ang kabuuang board power at FPGA core temperature. Ipasok ang mga halagang ito sa row Hakbang 1: Kabuuang pagsukat ng kapangyarihan ng board ng Intel FPGA PAC Power Estimator Sheet.

Intel FPGA PAC Power Estimator Sheet Sample

Pagsukat sa Tunay na Static Power

Ang kasalukuyang pagtagas ay isang nangungunang sanhi ng pagkakaiba-iba ng paggamit ng kuryente sa board-to-board. Kasama sa mga sukat ng kapangyarihan mula sa seksyon sa itaas ang power dahil sa leakage current (static power) at power dahil sa AFU logic (dynamic power). Sa seksyong ito, susukatin mo ang static na kapangyarihan ng board-under-test upang maunawaan ang dynamic na kapangyarihan.

Bago sukatin ang static power ng FPGA, gamitin ang disable-gpio-input-bufferintelpac-arria10-gx.tcl script (pag-download) para iproseso ang FPGA programming file, (*.sof file) na naglalaman ng isang FIM at AFU na disenyo. Ang tcl script ay hindi pinapagana ang lahat ng FPGA input pin upang matiyak na walang toggling sa loob ng FPGA (na nangangahulugang walang dynamic na kapangyarihan). Sumangguni sa Minimal Flow Halample upang i-compile bilangampang AFU. Ang nabuong *.sof file ay matatagpuan sa:

• cd $OPAE_PLATFORM_ROOT/hw/samples/ $ OPAE_PLATFORM_ROOT/hw/samples/ build_synth/build/output_files/ afu_*.sof

Dapat mong i-save ang disable-gpio-input-buffer-intel-pac-arria10-gx.tcl sa direktoryo sa itaas at pagkatapos ay patakbuhin ang sumusunod na command

• # quartus_asm -t disable-gpio-input-buffer-intel-pac-arria10-gx.tclafu_*.sof

Sampang output

impormasyon: *************************************************** ***************** Impormasyon:
Tumatakbong Quartus Prime Assembler
impormasyon: Bersyon 17.1.1 Build 273 12/19/2017 SJ Pro Edition
impormasyon: Copyright (C) 2017 Intel Corporation. Lahat ng karapatan ay nakalaan. Impormasyon: Ang iyong paggamit
ng mga tool sa disenyo ng Intel Corporation, mga function ng logic Info: at iba pang software at tool, at nito AMPP partner logic Info: mga function, at anumang output filemula sa alinman sa naunang Impormasyon: (kabilang ang programming ng device o simulation files), at anumang Impormasyon: ang nauugnay na dokumentasyon o impormasyon ay hayagang napapailalim sa Impormasyon: sa mga tuntunin at kundisyon ng Intel Program License Info: Subscription Agreement, ang Intel Quartus Prime License Agreement, Info:

Sa matagumpay na pagpapatupad ng tcl script, ang afu_*.sof file ay na-update at handa na para sa FPGA programming.

Sundin ang mga hakbang na ito upang sukatin ang tunay na static na kapangyarihan

1. Gamitin ang Intel Quartus® Prime programmer para i-program ang *.sof file. Sumangguni sa paggamit ng Intel Quartus Prime Programmer sa pahina 12 para sa mga detalyadong hakbang.
2. Subaybayan ang FPGA core temperature, voltage, at kasalukuyang gamit ang tool na BWMonitor. Ilagay ang mga value na ito sa row Hakbang 2: FPGA core static power measurement ng Intel FPGA PAC Power Estimator Sheet.

Kaugnay na Impormasyon

• Gabay sa Mabilis na Pagsisimula ng Intel Acceleration Stack para sa Intel Programmable Acceleration Card na may Intel Arria 10 GX FPGA
• Subaybayan ang mga On-Board Sensor Gamit ang BWMonitor.

Gamit ang Intel Quartus Prime Programmer

Dapat ay mayroon kang micro USB cable na nakakonekta sa pagitan ng Intel FPGA PAC at ng server upang maisagawa ang mga hakbang na ito:

1. Hanapin ang Root Port at Endpoint ng Intel FPGA PAC card: $ lspci -tv | grep 09c4

ExampAng output 1 ay nagpapakita na ang Root Port ay d7:0.0 at ang Endpoint ay d8:0.0

• -+-[0000:d7]-+-00.0-[d8]—-00.0 Intel Corporation Device 09c4

ExampAng output 2 ay nagpapakita na ang Root Port ay 0:1.0 at ang Endpoint ay 3:0.0

• +-01.0-[03]—-00.0 Intel Corporation Device 09c4

ExampAng output 3 ay nagpapakita na ang Root Port ay 85:2.0 at ang Endpoint ay 86:0.0 at

• +-[0000:85]-+-02.0-[86]—-00.0 Intel Corporation Device 09c4

Tandaan: Walang output na nagpapahiwatig ng pagkabigo sa enumeration ng PCIe* device at hindi naka-program ang flash na iyon.

• #Mask uncorrectable errors at correctable errors ng FPGA
  • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0xFFFFFFFF
  • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0xFFFFFFFF
• # I-mask ang hindi naitatama na mga error at Mask ang naitatama na mga error ng RP
  • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0xFFFFFFFF
  • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0xFFFFFFFF

Patakbuhin ang sumusunod na utos ng Intel Quartus Prime Programmer:

• sudo $QUARTUS_HOME/bin/quartus_pgm -m JTAG -o 'pvbi;afu_*.sof'

1. Upang i-unmask ang mga hindi naitatama na error at itago ang mga naitatama na error, patakbuhin ang mga sumusunod na command
   • # I-unmask ang mga hindi naitatama na error at i-mask ang mga naitatama na error ng FPGA
     • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0x00000000
     • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0x00000000
   • # I-unmask ang mga hindi naitatama na error at itago ang mga naitatama na error ng RP:
     • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0x00000000
     • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0x00000000
2. I-reboot.

Kaugnay na Impormasyon

Gabay sa Mabilis na Pagsisimula ng Intel Acceleration Stack para sa Intel Programmable Acceleration Card na may Intel Arria 10 GX FPGA

Pagtatantya sa Worst-Case Core Static Power

Sundin ang mga hakbang na ito upang matantya ang pinakamasamang kaso ng static na kapangyarihan

1. Sumangguni sa Minimal Flow Halample upang i-compile bilangample AFU na matatagpuan sa:
   • /hw/samples/ /
2. Sa software ng Intel Quartus Prime Pro Edition, i-click File > Buksan ang Project at piliin ang iyong .qpf file upang buksan ang AFU synthesis project mula sa sumusunod na landas:
   • /hw/samples/ /build_synth/build
3. I-click ang Project > Bumuo ng EPE File upang gawin ang kinakailangang .csv file.
   • Hakbang 2 Paglalarawan
4. Buksan ang tool na Early Power Estimator(5) at i-click ang I-import ang CSV icon. Piliin ang nabuong .csv sa itaas file.
   • Tandaan: Maaari mong balewalain ang babala habang ini-import ang .csv file.
5. Awtomatikong pinupunan ang mga parameter ng input.

• Baguhin ang value sa User Entered in the Junction Temp. TJ field. At itakda ang Junction Temp. TJ (°C) na field hanggang 95
• Baguhin ang field ng Power Characteristics mula sa Tipikal hanggang Maximum.
• Sa EPE Tool, ang PSTATIC ay ang kabuuang static na kapangyarihan sa Watts. Maaari mong kalkulahin ang worst case core static power mula sa tab na Ulat

EPE Tool Sample Output

Tab ng Ulat

Sa exampSa ipinakita sa itaas, ang kabuuang FPGA core static na kasalukuyang ay ang kabuuan ng lahat ng static na kasalukuyang at standby kasalukuyang sa 0.9V (VCC, VCCP, VCCERAM). Ilagay ang value na ito sa row Hakbang 3: Pinakamasamang static power mula sa EPE ng Intel FPGA PAC Power Estimator Sheet. Obserbahan ang Calculated output row para sa maximum power consumption ng iyong AFU.

Kasaysayan ng Pagbabago ng Dokumento para sa Thermal at Power Guidelines para sa Intel PAC na may Intel Arria 10 GX FPGA

Bersyon ng Dokumento	Mga pagbabago
2019.08.30	Paunang paglabas.

Intel Corporation. Lahat ng karapatan ay nakalaan. Ang Intel, ang logo ng Intel, at iba pang mga marka ng Intel ay mga trademark ng Intel Corporation o mga subsidiary nito. Ginagarantiya ng Intel ang pagganap ng mga produktong FPGA at semiconductor nito sa kasalukuyang mga detalye alinsunod sa karaniwang warranty ng Intel, ngunit inilalaan ang karapatang gumawa ng mga pagbabago sa anumang produkto at serbisyo anumang oras nang walang abiso. Walang pananagutan o pananagutan ang Intel na nagmumula sa aplikasyon o paggamit ng anumang impormasyon, produkto, o serbisyong inilarawan dito maliban kung hayagang sinang-ayunan ng Intel. Pinapayuhan ang mga customer ng Intel na kunin ang pinakabagong bersyon ng mga detalye ng device bago umasa sa anumang nai-publish na impormasyon at bago maglagay ng mga order para sa mga produkto o serbisyo.

Maaaring i-claim ang ibang mga pangalan at brand bilang pag-aari ng iba.

ISO

• 9001:2015
  Nakarehistro

ID: 683795
Bersyon: 2019.08.30

Mga Dokumento / Mga Mapagkukunan

intel AN 872 Programmable Acceleration Card na may Intel Arria 10 GX FPGA [pdf] Gabay sa Gumagamit AN 872 Programmable Acceleration Card na may Intel Arria 10 GX FPGA, AN 872, Programmable Acceleration Card na may Intel Arria 10 GX FPGA

Mga sanggunian

• User Manual