ПЛИС для вычислений с длинной арифметикой Опции

[planetzeus]

Помогите пожалуйста с выбором.
Нужно делать вычисления с длинной арифметикой - до 8 тысяч бит. Т.е нужно простое АЛУ, но числа очень длинные.
Вычисления относительно простые - сложение, вычитание (сложение с отрицательным в обратном коде), сдвиг на бит и пара таких же длинных счетчиков.
Никаких умножений или делений. Т.е задаем начальные значения и и девайс должен складывать (вычитать) числа в зависимости от знакового бита, пока не дойдет до конечного или не найдет совпадения с заданным длинным числом.
На компьютере такие вычисления крайне медленные. На GPU тоже, так как в любом случае сложение вычисляется группами по 64 бита.
Поэтому подумал, что идеальный вариант - собственное АЛУ, которое делает одну операцию со всеми битами за такт. Насколько я понимаю, самый правильный вариант - ПЛИС.
Желательно делать перебор с максимальной скоростью - к примеру если есть возможность 1 или 2 Ггц, то именно это и нужно.
Почитал про ПЛИС и есть желание разобраться, но не понятно с какого девайса начинать искать. Не хотелось бы покупать плату, которая в итоге не подойдет для этой задачи.
Мне не нужны разные интерфейсы, USB и может быть микроконтроллер на плате пригодится, но остальное по большому счету не очень важно.
Посоветуйте пожалуйста с чего начинать и какую плату для разработки выбрать. Самый главный критерий - максимальная производительность и возможность "зашить" свою логическую схему.

[x736C]

Ошибся. Имелось в виду 8 тыс., а не 8000 тыс.

ПЛИС в силу своей универсальности работает существенно медленнее жестких полупроводниковых структур, выполненных по одной технологической норме. Есть оценки, что в 5-6 раз медленнее. Современные процессоры и GPU существенно обгоняют ПЛИС по технологии изготовления. Плюс они имеют значительно более высокие частоты работы в силу узкой специализации. Банальные вещи.
ПЛИС позволяет избавиться от накладных расходов и распараллелить вычисления. Максимальная частота работы вычислительной структуры на ПЛИС может быть не более ~500 МГц. А дальше она будет сильно зависеть от задержек сигналов. Попытка взаимозависимо переключить 8000 тыс триггеров одновременно уронит максимальную частоту очень сильно. Поэтому резонно было бы сделать компактный последовательный сумматор, выжав максимальную частоту работы. Далее получившийся сумматор скопировать максимально возможное количество раз. Блоки памяти встроены в ПЛИС, их большое количество и они имеют хорошее время доступа.

Такой подход используется при поиске чисел Мерсенна. Умножение огромных чисел на полиномиальном умножителе с помощью БПФ. В ПЛИС хорошо распараллеливается.

Сообщение отредактировал x736C - Nov 27 2017, 16:43