無論為數(shù)以百萬計(jì)的用戶搜索請(qǐng)求提供服務(wù)還是處理超大量的信息，都需要數(shù)量龐大的計(jì)算資源，進(jìn)而消耗大量能源。事實(shí)上，用于計(jì)算與冷卻的能耗費(fèi)用是數(shù)據(jù)中心運(yùn)營的最大成本 [1]。隨著數(shù)據(jù)中心的數(shù)量和規(guī)模不斷增長(zhǎng)，如果其能耗保持當(dāng)前水平的話，那么預(yù)計(jì)數(shù)據(jù)中心的二氧化碳排放量到 2020 年將超過航空公司 [2]。因而亟需開發(fā)能夠處理巨量數(shù)據(jù)的低能耗解決方案。數(shù)據(jù)中心的環(huán)保化發(fā)展是互利共贏的，服務(wù)供應(yīng)商不僅能夠顯著降低運(yùn)營成本，同時(shí)還能最大限度減少對(duì)環(huán)境的影響。

FPGA 在加速 Web 搜索及類似信息檢索等常見數(shù)據(jù)中心工作任務(wù)方面擁有巨大的潛力，因?yàn)樗邆涔逃械牟⑿刑幚砼c低功耗優(yōu)勢(shì)。充分認(rèn)識(shí)到這一潛力的奧地利公司 Matrixware 購買了 FPGA 平臺(tái)，但缺乏自身實(shí)施復(fù)雜信息檢索應(yīng)用的技術(shù)，因而公司聘請(qǐng)了我們聯(lián)合格拉斯哥大學(xué) (University of Glasgow) 計(jì)算機(jī)系組建的團(tuán)隊(duì)開發(fā) FPGA 加速型專利搜索解決方案的概念驗(yàn)證方案。該團(tuán)隊(duì)成員包括三名設(shè)計(jì)人員和兼職助理研究員 Stelios Papanastasious，他們?cè)谛畔z索、FPGA 以及系統(tǒng)開發(fā)領(lǐng)域積累了豐富的專業(yè)知識(shí)，形成了一個(gè)開發(fā)原型應(yīng)用所不可或缺的技能嫻熟的組合。經(jīng)討論，大家一致同意采用 FPGA 加速型后端進(jìn)行實(shí)時(shí)專利過濾應(yīng)用的開發(fā)。

項(xiàng)目資源在人力和時(shí)間方面受到很大制約。因此，采用 HDL 實(shí)施過濾算法不可行，因而我們決定采用瑞典公司 Mitrionics 開發(fā)的高級(jí)編程解決方案。

原型應(yīng)用在去年 11 月于奧地利維也納舉行的信息檢索設(shè)施研討會(huì) (Information Retrieval Facility Symposium) 上引起了專利研究人員的極大興趣。處理數(shù)以百萬份的專利通常需要幾分鐘，但若采用 FPGA 加速型后端，幾秒鐘就能反饋結(jié)果。

我們?cè)?2009 年 7 月舉行的 ACM SIGIR 國際信息檢索研究暨開發(fā)大會(huì) (ACM SIGIR International Conference on Information Retrieval Research and Development) 上發(fā)布了結(jié)果，介紹了相關(guān)的性能提升情況 [3]，并在 FPL 2009 國際現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯大會(huì)上對(duì)架構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)闡述 [4]。