NFV SDN Xilinx 賽靈思 FPGA

賽靈思整合式平台提供資料中心一站式網路/儲存運算加速

2020-03-13
賽靈思(Xilinx)日前發布首款整合式SmartNIC平台及其第一款產品Alveo U25 SmartNIC,以單一裝置實際整合網路、儲存與運算加速的功能。U25專為雲端服務供應商、電信與私有雲端資料中心等業者所設計,帶來更高效率與更低總體擁有成本(TCO)的優勢,協助解決聯網需求和成本攀升的難題。U25整合高度最佳化的SmartNIC平台與基於FPGA強大且靈活的引擎,以支援完整可編程功能與一站式加速應用。Alveo U25能提供SmartNIC平台的完整功能,以因應軟體定義網路(SDN)、虛擬交換(Virtual Switching)、網路功能虛擬化(Network Functions Virtualization, NFV)、非揮發性記憶體儲存裝置外接存取(NVMe-oF)、電子交易、AI推論、影片轉碼與資料分析等業界最具挑戰的需求與作業。

Dell’Oro集團研究總監Baron Fung表示,SmartNIC的市場規模預估將在2024年超過6億美元,占全球乙太網路介面市場的23%。隨著雲端服務業者的規模不斷擴張,SmartNIC的部署也正在加速,為企業應用釋放珍貴的CPU資源,進而優化伺服器的使用。電信業是另一個潛在強勁成長的市場,其正尋求為NFV與AI推論等應用將SmartNIC從網路核心整合到邊緣上。像Alveo U25這類基於FPGA的智慧NIC,將能因應上述不斷成長的市場商機。

此外,賽靈思亦發表首款符合Open Compute Project(OCP)3.0尺寸規格的XtremeScale乙太網路介面卡,並展示首款概念驗證的FPGA開放運算加速器模組(Open Compute Accelerator Module, OAM)。

隨著網路傳輸埠(Network Port)速度持續提升,二三線雲端服務供應商、電信與私有雲端資料中心業者也正面臨不斷t/6長的聯網挑戰與成本。而研發與部署SmartNIC所帶來的可觀投資成本阻礙各界的導入。對此,Alveo U25 SmartNIC平台透過提供真正隨插即用的功能來克服這些障礙,讓 SmartNIC 能應用至更多領域。

Alveo U25 SmartNIC由賽靈思的FPGA技術所驅動,提供比基於SoC的NIC更高的傳輸量與能自行調適的引擎,使雲端架構工程師能夠快速加速各種功能與應用。此平台能使新設備直接安裝在既有的系統上,建構嵌入式網路(Bump-in-the-wire)聯網、儲存、運算卸載(Compute Offload)與加速功能,以最高效率避免不必要的資料移動與CPU處理流程。這樣的作法能大幅降低CPU的負荷,省下許多資源以執行更多的應用。嵌入式ARM處理器提供獨特且關鍵的控制面(Control Plane)處理功能,以支援新型裸機(Bare Metal)伺服器的使用。基本款NIC提供超高傳輸量、小封包效能與低延遲等效益。標準完整功能NIC與驅動程式內含Onload應用加速軟體,可降低高達80%的延遲,讓建置於傳輸控制協定(Transmission Control Protocol, TCP)的伺服器,在雲端中的應用效率提升高達400%。

Alveo U25 SmartNIC平台實現一站式加速應用,讓非一線雲端資料中心業者更容易部署SmartNIC並快速達到效益。此外,其也支援賽靈思與獨立軟體廠商的各種隨一站式程式。編程模組支援包含HLS與P4在內的高階網路程式抽象化(Abstractions)技術,與如Vitis統一軟體平台在內的運算加速框架,藉此實現賽靈思與第三方業者的加速應用。

Alveo U25 SmartNIC上首款隨裝即用的加速應用程式支援開源虛擬交換器(Open vSwitch, OVS)的卸載與加速作業。此款裝機後能立即運作的解決方案能為伺服器分擔超過90%的OVS處理工作,其封包傳輸量可提高五倍以上。賽靈思的未來一站式解決方案預計支援各種安全功能,包括像IPSec、SSL/TLS、AES-256/128、分散式防火牆與AI推論等。

賽靈思亦發表符合OCP Spec 3.0尺寸規格的新款XtremeScale X2562 10/25Gb乙太網路介面卡。專為高效能電子交易環境與企業資料中心量身設計的X2562擁有次微秒(Sub-microsecond)等級的延遲效能與超大規模聯網傳輸量,能為數以千計的虛擬網路卡即時處理封包與流量資訊。

另外,賽靈思也將釋出首款概念驗證的FPGA OAM參考架構。其採用Xilinx UltraScale+ VU37P FPGA元件與8GB HBM記憶體,相容於開放式加速器基礎設施(Open Accelerator Infrastructure, OAI)規格並透過夾層卡支援7個25Gbps x8的連結,為分散式加速提供多樣化的跨模組系統拓撲。

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