自適應(yīng)挑戰(zhàn)賽

2021賽靈思自適應(yīng)計(jì)算挑戰(zhàn)是一場(chǎng)含金量極高的國(guó)際性競(jìng)賽，是開發(fā)者綜合運(yùn)用 AMD 賽靈思的自適應(yīng)計(jì)算平臺(tái)與 Vivado? ML、Vitis? 統(tǒng)一軟件平臺(tái)和 Vitis AI 開發(fā)環(huán)境，開發(fā)創(chuàng)新應(yīng)用，解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的一次邀請(qǐng)賽。今年的比賽有超過(guò) 2,000 個(gè)個(gè)人和賽隊(duì)報(bào)名參賽，打造了 634 個(gè)硬件應(yīng)用，其中 165 個(gè)成功入圍，開發(fā)者遍及 35 個(gè)國(guó)家。

今年的挑戰(zhàn)賽由三大主要賽道構(gòu)成，每個(gè)賽道最高獎(jiǎng)金 10,000 美元：

• 邊緣計(jì)算（使用賽靈思 Kria??KV260 視覺(jué)入門套件）

• 數(shù)據(jù)中心 AI（使用賽靈思 VCK5000 AI 推斷開發(fā)卡）

• 數(shù)據(jù)中心分析（使用賽靈思Varium? C1100 區(qū)塊鏈加速器）

由電巢（EDA365.com）邀請(qǐng)的隊(duì)伍【DatenLord】突出重圍，其項(xiàng)目【TRIDENT：用硬件實(shí)現(xiàn)的 Poseidon 哈希算法】榮獲挑戰(zhàn)賽大數(shù)據(jù)分析賽道一等獎(jiǎng)，最高將摘得獎(jiǎng)金10000美元！

直播花絮

賽靈思聯(lián)合電巢為大家?guī)?lái)多場(chǎng)直播分享，一方面幫助已經(jīng)報(bào)名和申請(qǐng)過(guò)硬件的參賽者們進(jìn)行賽事輔導(dǎo)；另一方面賽靈思一如既往地鼓勵(lì)廣大開發(fā)者和愛(ài)好者們通過(guò)研討會(huì)進(jìn)一步了解我們的最新軟件開發(fā)技術(shù)與生態(tài)，更好地增強(qiáng)相關(guān)知識(shí)與能力。

?獲獎(jiǎng)采訪

【DatenLord團(tuán)隊(duì)】作為大數(shù)據(jù)分析賽道的一等獎(jiǎng)，在賽后也接受了電巢直播的采訪，吐露了他們?cè)诒敬伪荣愔械男穆窔v程。

Q：首先恭喜DatenLord團(tuán)隊(duì)榮獲2021賽靈思自適應(yīng)挑戰(zhàn)賽Big Data Analysis一等獎(jiǎng),可以先分享一下這次獲獎(jiǎng)的作品嗎？

A：首先我們要感謝Xilinx和Hackster.io還有電巢（EDA365.com）給我們這些FPGA和硬件愛(ài)好者們一個(gè)非常好的機(jī)會(huì)，讓我們能夠利用世界上最先進(jìn)的FPGA平臺(tái)來(lái)開發(fā)和展示我們的作品。我們達(dá)坦科技（DatenLord）團(tuán)隊(duì)這次獲獎(jiǎng)的作品是用硬件來(lái)加速IPFS FileCoin的零知識(shí)證明算法ZK-SNARK里的關(guān)鍵哈希算法Poseidon。整個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)在GitHub上開源：http://github%20-%20datenlord/TRIDENT:%20A%20Hardware%20Implemented%20Poseidon%20Hasher

Q：你們?yōu)槭裁聪氲竭x擇以零知識(shí)證明算法ZK-SNARK為切入點(diǎn)來(lái)做競(jìng)賽項(xiàng)目？

最初選擇做Trident這個(gè)項(xiàng)目的原因是我們團(tuán)隊(duì)在做一些和IPFS Web3.0 有關(guān)的硬件實(shí)現(xiàn)和加速的工作，比如基于RDMA加速存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)以及一些PoW哈希算法的硬件實(shí)現(xiàn)等等。我們嘗試基于IPFS Filecoin打造面向企業(yè)級(jí)客戶的跨云持久化存儲(chǔ)平臺(tái)。

正好2021年Xilinx自適應(yīng)大賽增加了大數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈的賽道，我們調(diào)研后決定把硬件加速零知識(shí)證明算法ZK-SNARK來(lái)作為項(xiàng)目題目。零知識(shí)證明是近幾年區(qū)塊鏈的熱點(diǎn)之一，它能夠在不交換真實(shí)數(shù)據(jù)的情況下對(duì)區(qū)塊鏈交易進(jìn)行驗(yàn)證，與此同時(shí)還能減少區(qū)塊鏈的冗余計(jì)算，大幅度提高區(qū)塊鏈的效率。

ZK-SNARK的驗(yàn)證需要在Merkel Tree上進(jìn)行哈希，它所用到的哈希算法就是Poseidon。Poseidon的實(shí)現(xiàn)需要大量的超大整數(shù)（256位）的模乘和模加，計(jì)算量較大，通常是用批量的方法在GPU上運(yùn)行。我們決定先從Poseidon入手，把它用硬件實(shí)現(xiàn)并開源，并與GPU進(jìn)行比較。目前，零知識(shí)證明算法使用最多的場(chǎng)景就是IPFS Filecoin，所以我們選擇把Filecoin Lotus里面用到的Poseidon API Neptune用 FPGA實(shí)現(xiàn)。

Q：想問(wèn)一下關(guān)于你的獲獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)，有什么故事嘛？

達(dá)坦科技（DatenLord）專注跨云存儲(chǔ)領(lǐng)域，解決多云架構(gòu)、多數(shù)據(jù)中心場(chǎng)景下數(shù)據(jù)高性能共享訪問(wèn)的問(wèn)題。達(dá)坦科技擁有世界一流水平的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)核心技術(shù)成員都在知名大型科技公司，諸如Google、Cadence、Mentor、Microsoft等工作過(guò)，有豐富的軟件和硬件開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。存儲(chǔ)是非常有技術(shù)挑戰(zhàn)的領(lǐng)域，也是非常典型的軟硬結(jié)合的領(lǐng)域。

隨著云計(jì)算的普及，企業(yè)應(yīng)用上云成為主流趨勢(shì)，隨之帶來(lái)了數(shù)據(jù)跨云存儲(chǔ)和訪問(wèn)的問(wèn)題。不論是混合云還是多云架構(gòu)，都涉及不同的數(shù)據(jù)（異構(gòu)數(shù)據(jù)）在不同的云或數(shù)據(jù)中心（異地）之間共享訪問(wèn)。DatenLord就是為了滿足日益復(fù)雜的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和訪問(wèn)需求，通過(guò)軟硬件深度融合的方式，實(shí)現(xiàn)異地、異構(gòu)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲(chǔ)訪問(wèn)，為云上應(yīng)用提供高性能存儲(chǔ)支持。

Q：在做這個(gè)競(jìng)賽項(xiàng)目的過(guò)程中有沒(méi)有發(fā)生什么打破常規(guī)的事情？

我們覺(jué)得最與眾不同的地方是采用SpinalHDL和Cocotb來(lái)設(shè)計(jì)和驗(yàn)證Trident。SpinalHDL是基于Scala的一門新興硬件描述語(yǔ)言，其借鑒并引入了許多高級(jí)編程語(yǔ)言在軟件開發(fā)中的理念，與傳統(tǒng)的Verilog相比能夠極大地提升設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，減少人為錯(cuò)誤。Cocotb則是基于Python的硬件驗(yàn)證框架，依托于Python簡(jiǎn)潔的語(yǔ)法和強(qiáng)大的生態(tài)，能夠極大地降低硬件驗(yàn)證的工作量，同時(shí)大幅提升驗(yàn)證效率。

Q：平時(shí)就很關(guān)注賽靈思自適應(yīng)挑戰(zhàn)賽的獎(jiǎng)項(xiàng)嗎，參加此次挑戰(zhàn)賽的契機(jī)是什么呢？

是的，我們平時(shí)就非常關(guān)注Xilinx開發(fā)者社區(qū)的新聞和技術(shù)分享。在電巢（EDA365.com）看到Xilinx公布本次挑戰(zhàn)賽的時(shí)候，我們正在琢磨如何設(shè)計(jì)針對(duì)零知識(shí)證明算法ZK-SNARK的硬件加速方案，所以一看到自適應(yīng)挑戰(zhàn)賽公布的消息，我們就報(bào)名參賽了，而且提交項(xiàng)目之前我們還學(xué)習(xí)了上屆比賽的獲獎(jiǎng)項(xiàng)目。參加這次全球挑戰(zhàn)賽并且和各路FPGA設(shè)計(jì)高手比拼，使我們受益匪淺。

Q：Xilinx大賽在電巢進(jìn)行多次直播講解，通過(guò)直播對(duì)你的信息傳遞和主辦方直面有哪些幫助？

在參加比賽項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)階段，電巢組織了多次線上直播，詳細(xì)介紹了本次參賽硬件的使用細(xì)節(jié)，特別我們團(tuán)隊(duì)申請(qǐng)的C1100是Xilinx新晉推出的加速卡，網(wǎng)上沒(méi)有太多資料，電巢組織的直播對(duì)我們團(tuán)隊(duì)熟悉C1100有不少幫助，非常感謝電巢。

Q：對(duì)于此次獲獎(jiǎng)有什么想說(shuō)的嗎？

首先，能夠參加這次全球大賽并獲獎(jiǎng)，我們覺(jué)得非常幸運(yùn)。希望今后能看到更多Web3.0、IPFS相關(guān)的項(xiàng)目，提升Filecoin的性能，打破ZK-SNARK運(yùn)行時(shí)間上的瓶頸，加速Web3.0 Dapp的部署。也希望更多的同學(xué)能夠共同參與到Web3.0的社區(qū)建設(shè)中來(lái)。

Q：關(guān)于獲獎(jiǎng)原因有什么看法？

關(guān)于獲獎(jiǎng)的原因：首先，在選題方面，我們選擇的零知識(shí)證明算法ZK-SNARK加速是一個(gè)急需解決的問(wèn)題，F(xiàn)PGA如何加速ZK-SNARK整個(gè)業(yè)界都十分關(guān)心。其次，項(xiàng)目的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方式比較新穎：采用SpinalHDL和Cocotb做設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。再就是項(xiàng)目完成的完整度，我們從硬件實(shí)現(xiàn)（RTL to Bitstream）到軟件實(shí)現(xiàn)（Rust Neptune API和C/C++的硬件測(cè)速）都給出了一套完整的解決方案，并且把所有的代碼開源，我們覺(jué)得這些都對(duì)最終的獲獎(jiǎng)有幫助。

Q：你對(duì)參加賽靈思挑戰(zhàn)賽的同學(xué)有什么建議呢？

參加賽靈思自適應(yīng)挑戰(zhàn)賽的同學(xué)高手云集，如果說(shuō)給出建議，從評(píng)委的角度來(lái)看，相信希望看到的是一個(gè)完整的，新穎的，站在科技前沿的項(xiàng)目。與此同時(shí)，項(xiàng)目的商業(yè)價(jià)值也很重要。說(shuō)實(shí)話，完成這么一個(gè)項(xiàng)目還是很有挑戰(zhàn)的，這個(gè)和團(tuán)隊(duì)同學(xué)們的刻苦努力也是分不開的。

Q：對(duì)于申請(qǐng)、競(jìng)賽有沒(méi)有什么分享呢？

Xilinx和Hackster.io的工作人員都非常專業(yè)，從項(xiàng)目申請(qǐng)到電巢直播講解答疑，再到項(xiàng)目提交，都很順利，也很認(rèn)真的幫助我們，使我們?cè)谡麄€(gè)參賽過(guò)程中沒(méi)有碰到問(wèn)題，非常感謝。

Q：可以講講你之后對(duì)自己的規(guī)劃嗎，學(xué)習(xí)方面以及工作方面？

對(duì)于Trident這個(gè)項(xiàng)目，DatenLord團(tuán)隊(duì)會(huì)繼續(xù)優(yōu)化，Trident還有很大的性能提升空間，我們有信心在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上大幅提升Poseidon的hash rate，達(dá)到或超過(guò)GPU的hash rate兩倍以上。另外，我們還會(huì)嘗試基于FPGA實(shí)現(xiàn)加速零知識(shí)證明算法ZK-SNARK的API Bellman(Bellperson)，我們的目標(biāo)是給出一套用FPGA加速零知識(shí)證明算法ZK-SNARK的完整開源方案。

最后，非常感謝【DatenLord團(tuán)隊(duì)】能接受電巢直播的采訪，衷心的祝賀他們?cè)诖舜胃?jìng)賽中獲得頭一等獎(jiǎng)的好成績(jī)！也希望在未來(lái)，他們能夠在這條路上越走越遠(yuǎn)，攀登高峰！?

5月21日，電巢直播邀請(qǐng)了原華為器件工程首席專家榮慶安老師，AMD賽靈思高級(jí)經(jīng)理王宏強(qiáng)老師和AMD賽靈思2021自適應(yīng)挑戰(zhàn)賽大數(shù)據(jù)分析一等獎(jiǎng)-DatenLord團(tuán)隊(duì)一起為大家?guī)?lái)基于FPGA硬件大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用直播分享。

5月21日 周六

榮慶安老師、王宏強(qiáng)經(jīng)理、吳迪先生

《用硬件實(shí)現(xiàn)的 Poseidon 哈希算法》

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2、嘉賓介紹

榮慶安老師

原華為器件可靠性技術(shù)首席專家

EDA365論壇特邀版主

原華為器件可靠性技術(shù)首席專家、器件工程專家組主任、器件歸一化工作奠基人。20多年交換機(jī)、路由器、傳輸、基站等產(chǎn)品器件工程設(shè)計(jì)。主持多項(xiàng)重大失效問(wèn)題攻關(guān)，完成了邏輯、儲(chǔ)存、光器件等領(lǐng)域器件優(yōu)選庫(kù)建設(shè)。參與中國(guó)器件標(biāo)準(zhǔn)工作，國(guó)內(nèi)外發(fā)表論文4篇，獲器件相關(guān)6項(xiàng)發(fā)明專利。

王宏強(qiáng)經(jīng)理

AMD公司高級(jí)經(jīng)理

AI, Compute系統(tǒng)架構(gòu)師 & 業(yè)務(wù)拓展

王宏強(qiáng)(George Wang)，AMD公司高級(jí)經(jīng)理 -AI, Compute系統(tǒng)架構(gòu)師 & 業(yè)務(wù)拓展，2005年入職AMD-Xilinx，曾擔(dān)任過(guò)DSP應(yīng)用工程師，數(shù)字信號(hào)處理/機(jī)器學(xué)習(xí)專家，負(fù)責(zé)AMD-Xilinx公司AI & Compute系統(tǒng)架構(gòu)及業(yè)務(wù)。王宏強(qiáng)先生擁有多項(xiàng)美國(guó)技術(shù)專利并發(fā)表多篇學(xué)術(shù)論文

吳迪先生

賽靈思2021自適應(yīng)挑戰(zhàn)賽大數(shù)據(jù)分析賽道一等獎(jiǎng)-DatenLord團(tuán)隊(duì)硬件負(fù)責(zé)人

曾在Cadence和Mentor Graphic擔(dān)任過(guò)軟件工程師，他現(xiàn)在的研究興趣包括Web3.0區(qū)塊鏈及零知識(shí)證明的硬件加速， FPGA/ASIC 物理實(shí)現(xiàn)的算法設(shè)計(jì)。他在多家IEEE國(guó)際會(huì)議/雜志上發(fā)表過(guò)文章。

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3、直播要點(diǎn)

• AMD賽靈思2021自適應(yīng)挑戰(zhàn)賽

• 大數(shù)據(jù)分析一等獎(jiǎng)項(xiàng)目：用硬件實(shí)現(xiàn)的 Poseidon 哈希算法

• 數(shù)據(jù)中心，區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用探討

  
  

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4、適合對(duì)象

• FPGA開發(fā)者

• 大數(shù)據(jù)算法工程師

• 區(qū)塊鏈工程師

• 電子相關(guān)專業(yè)學(xué)生