賽靈思一體化SmartNIC平臺(tái)破解數(shù)據(jù)中心聯(lián)網(wǎng)危機(jī)，實(shí)現(xiàn)一站式加速應(yīng)用

隨著新基建政策的提出，數(shù)據(jù)中心將在未來迎來高速發(fā)展期。面對(duì)這一趨勢(shì)，賽靈思進(jìn)行了戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，未來將堅(jiān)持?jǐn)?shù)據(jù)中心為中心。

日前，賽靈思推出業(yè)界首款“一體化 SmartNIC 平臺(tái)”—— Alveo U25，真正在單顆器件上實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)和計(jì)算加速功能的完美融合，為云數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商帶來一站式網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)和計(jì)算加速。

Alveo U25破解數(shù)據(jù)中心臨聯(lián)網(wǎng)危機(jī)

當(dāng)前，數(shù)據(jù)中心正在面臨聯(lián)網(wǎng)危機(jī)。進(jìn)出數(shù)據(jù)中心聯(lián)網(wǎng)的流量增長(zhǎng)非常迅速，年復(fù)合增長(zhǎng)率在25%以上。而在云服務(wù)器中會(huì)使用很多SDN功能，這樣的工作量讓CPU的大量處理能力耗費(fèi)在應(yīng)用之外。

顯然，云服務(wù)商不會(huì)允許大量的CPU能力浪費(fèi)，像亞馬遜和微軟已經(jīng)從服務(wù)器上卸載了聯(lián)網(wǎng)功能，將其轉(zhuǎn)移到了SmartNIC平臺(tái)上來解決。

數(shù)據(jù)顯示，目前有超過80%的云服務(wù)供應(yīng)商現(xiàn)在還沒有應(yīng)用SmartNIC。而且，現(xiàn)在端口速度超過摩爾定律。隨著時(shí)間推移，服務(wù)器中所有的CPU資源都將遭到擠占，而無暇顧及應(yīng)用級(jí)處理。

隨著網(wǎng)絡(luò)端口速度不斷攀升，2級(jí)和3級(jí)云服務(wù)提供商、電信和私有云數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商正面臨日益嚴(yán)峻的聯(lián)網(wǎng)問題和聯(lián)網(wǎng)成本挑戰(zhàn)。與此同時(shí)，開發(fā)和部署SmartNIC所需的大量研發(fā)投資，也成為其被廣泛采用的障礙。

Donna Yasay表示，“這是一個(gè)日益迫近的問題，也使得越來越多的云服務(wù)供應(yīng)商部署SmartNIC，成為非常迫切的需求，提出一個(gè)現(xiàn)成、便捷、開箱即用的解決方案，對(duì)于云服務(wù)供應(yīng)商實(shí)現(xiàn)這樣的目標(biāo)來說就成了關(guān)鍵?！?/p>

為此，賽靈思近日推出業(yè)界首款“一體化SmartNIC平臺(tái)—— Alveo U25，真正在單顆器件上實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)和計(jì)算加速功能的完美融合。

“Alveo U25是SmartNIC平臺(tái)首個(gè)硬件實(shí)例。”Donna Yasay指出，Alveo U25不像先前大家已經(jīng)看到過的一些解決方案，僅關(guān)注聯(lián)網(wǎng)或存儲(chǔ)，這個(gè)解決方案在一個(gè)平臺(tái)上融合聯(lián)網(wǎng)存儲(chǔ)和計(jì)算加速功能。從這個(gè)角度來講，這確實(shí)是首創(chuàng)?！?/p>

Alveo U25 SmartNIC平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了一站式加速應(yīng)用，可以助力非一級(jí)云數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商更加方便地部署SmartNIC并迅速收獲成效。同時(shí)，U25 SmartNIC還支持賽靈思和獨(dú)立軟件提供商 （ISV）提供的一站式應(yīng)用。其編程模型既支持HLS和P4等高級(jí)網(wǎng)絡(luò)編程抽象，也支持 Vitis統(tǒng)一軟件平臺(tái)等計(jì)算加速框架，以便實(shí)現(xiàn)賽靈思和第三方所提供的加速應(yīng)用。

Alveo U25所提供的首個(gè)開箱即用型加速應(yīng)用是對(duì)Open vSwitch（ OVS ）卸載與加速的支持。這個(gè)即插即用型解決方案將從服務(wù)器卸載90%以上的OVS處理，從而將數(shù)據(jù)包吞吐量提升5倍以上。未來，賽靈思還計(jì)劃推出針對(duì)安全功能的一站式解決方案，這些安全功能諸如 IPSec、SSL/TLS、AES-256/128，同時(shí)還有分布式防火墻和AI推斷。

FPGA：隱藏SmartNIC幕后的英雄

市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)Dell’Oro集團(tuán)研究總監(jiān)Baron Fung表示：“預(yù)計(jì)到2024年，SmartNIC市場(chǎng)規(guī)模將超過6億美元，占據(jù)全球以太網(wǎng)適配器市場(chǎng)的23%。隨著云服務(wù)提供商的縱向擴(kuò)容，他們正在不斷增加SmartNIC的部署，以便為業(yè)務(wù)應(yīng)用釋放寶貴的CPU核，優(yōu)化服務(wù)器利用率。

同時(shí)，電信服務(wù)提供商則是另一大具有強(qiáng)勁增長(zhǎng)潛力的市場(chǎng)，他們正考慮將SmartNIC從核心網(wǎng)集成到邊緣網(wǎng)，為NFV和AI推斷等應(yīng)用提供服務(wù)。Alveo U25這樣基于FPGA的SmartNIC很好地迎合了這一不斷增長(zhǎng)的市場(chǎng)機(jī)遇?！?/p>

“SmartNIC平臺(tái)不僅可以云服務(wù)提供商大幅節(jié)約硬件成本，還能降低數(shù)據(jù)中心功耗，節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本。而且一站式的應(yīng)用也是快速部署的關(guān)鍵。”Donna Yasay指出，所以賽靈思SmartNIC平臺(tái)也變得更加重要?！皩?duì)于這些客戶來說，F(xiàn)PGA可以說是隱藏在幕后的英雄?！?/p>

依托于賽靈思領(lǐng)先的FPGA技術(shù)，Alveo U25 SmartNIC 平臺(tái)相比基于SoC NIC，可以提供更高的吞吐量和更強(qiáng)大的靈活應(yīng)變引擎，支持云架構(gòu)師快速為多種類型的功能與應(yīng)用提速。U25 SmartNIC平臺(tái)支持“bump-in-the-wire （線纜內(nèi)的塊）”式無縫嵌入網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)和計(jì)算卸載及加速功能，可以避免不必要的數(shù)據(jù)傳輸和CPU處理，從而最大限度提高效率。而這也顯著降低了CPU的負(fù)擔(dān)并釋放更多資源，以運(yùn)行更多應(yīng)用。

嵌入式ARM處理器提供了獨(dú)特、關(guān)鍵的控制層處理功能，可以支持新興的裸機(jī)服務(wù)器用例。基本型NIC可提供超高吞吐量、小數(shù)據(jù)包性能與低時(shí)延。標(biāo)準(zhǔn)型全功能NIC解決方案與驅(qū)動(dòng)程序采用獲得專利的 Onload應(yīng)用加速軟件，時(shí)延降幅高達(dá)80%，并且在云應(yīng)用中為基于傳輸控制協(xié)議（ TCP ）的服務(wù)器應(yīng)用提高了效率—最高可達(dá)400%。

Donna Yasay進(jìn)一步表示：“當(dāng)前的云基礎(chǔ)設(shè)施飽受服務(wù)器I/O所造成的關(guān)鍵數(shù)據(jù)瓶頸的困擾。高達(dá) 30% 的數(shù)據(jù)中心計(jì)算資源被分配用于聯(lián)網(wǎng)I/O處理，開銷隨CPU核數(shù)量的增加而持續(xù)增長(zhǎng)。賽靈思提供的 Smart NIC平臺(tái)易于部署，且具備一站式加速應(yīng)用和遠(yuǎn)超基礎(chǔ)聯(lián)網(wǎng)的開箱即用功能，可以幫助用戶輕松應(yīng)對(duì)不斷增長(zhǎng)的聯(lián)網(wǎng)需求增長(zhǎng)所帶來的挑戰(zhàn)?！?/p>

據(jù)賽靈思大中華區(qū)銷售副總裁唐曉蕾介紹，Alveo U25和所有的Alveo卡與Vitis統(tǒng)一軟件平臺(tái)都是一種有機(jī)的結(jié)合?！坝捎谄脚_(tái)化涉及很多，不管是SaaS、FaaS、還有OS的支持上都有很高要求，所以我們希望能夠通過Vitis這種軟件平臺(tái)，再加上U25硬件平臺(tái)結(jié)合在一起，能夠讓企業(yè)在數(shù)據(jù)加速方面更快面向市場(chǎng)?！?/p>

之前FPGA的開發(fā)一直有一些門檻，所以我們把自己的一些應(yīng)用和能力局限在了有特定本領(lǐng)的人身上。但是我們發(fā)現(xiàn)，在數(shù)據(jù)中心里隨著應(yīng)用場(chǎng)景的不斷擴(kuò)展，還有新客戶的不斷拓展，我們必須要在硬件軟件協(xié)同上做一些工作，才能夠讓大家或者讓整個(gè)客戶群體收益，所以我們希望在Vitis和U25、Alveo這些平臺(tái)上能夠幫到客戶更快速地完成開發(fā)和任務(wù)的實(shí)現(xiàn)。

賽靈思未來將堅(jiān)持?jǐn)?shù)據(jù)中心為中心

隨著新基建政策的提出，數(shù)據(jù)中心將在未來迎來高速發(fā)展期。業(yè)界預(yù)測(cè)，到2030年，全球數(shù)據(jù)原生產(chǎn)業(yè)規(guī)模量將占整體經(jīng)濟(jì)總量的15%，中國(guó)數(shù)據(jù)總量將超過4YB，占全球數(shù)據(jù)量30%。

數(shù)據(jù)中心是計(jì)算力的存在方式，國(guó)家的新基建政策將帶動(dòng)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的進(jìn)一步投資和發(fā)展，服務(wù)器、存儲(chǔ)等計(jì)算設(shè)備以及云計(jì)算軟件等平臺(tái)軟件的投入有望加大，對(duì)于整個(gè)產(chǎn)業(yè)是一個(gè)重大的利好。具體來看，相較于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心及技術(shù)，云數(shù)據(jù)中心及相關(guān)產(chǎn)品、邊緣數(shù)據(jù)中心及相關(guān)產(chǎn)品，會(huì)獲得更好的增長(zhǎng)。

面對(duì)這一趨勢(shì)，賽靈思進(jìn)行了戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，未來將堅(jiān)持?jǐn)?shù)據(jù)中心為中心?！安还苁强蛻暨€是業(yè)界，現(xiàn)在越來越多把FPGA和賽靈思加速卡作為一個(gè)技術(shù)點(diǎn)在討論。我們現(xiàn)在越來越多地把整個(gè)產(chǎn)品向平臺(tái)化去推進(jìn)，希望在數(shù)據(jù)中心中扮演越來越重要的角色。”賽靈思大中華區(qū)銷售副總裁唐曉蕾表示。

賽靈思此次推出的Alveo U25將目標(biāo)鎖定云服務(wù)提供商。據(jù)Donna Yasay介紹，“Alveo U25所面對(duì)的最終用戶非常廣泛，但是我們真正要關(guān)注的是那些云服務(wù)提供商，他們希望充分利用SmartNIC的卸載和加速，現(xiàn)在他們需要更加現(xiàn)成的解決方案?！?/p>

Donna Yasay具體解釋道：“二級(jí)或者三級(jí)云服務(wù)供應(yīng)商和應(yīng)用服務(wù)提供商往往都會(huì)尋找一站式的解決方案，他們最終會(huì)選擇SmartNIC解決方案。如果他們只需要去做OVS加速，他們都會(huì)使用標(biāo)準(zhǔn)的OVS，所以他們可以使用U25的SmartNI平臺(tái)去做標(biāo)準(zhǔn)的OVS的加速；或者他們是更加成熟復(fù)雜的二級(jí)運(yùn)營(yíng)商，他們也運(yùn)行OVS，但是他們也有一些其他的擴(kuò)展，例如一些定制的隧道協(xié)議和功能，他們也會(huì)使用我們的技術(shù)平臺(tái)，會(huì)用我們的OVSIP，他們可能會(huì)加上一些定制的隧道功能，有可能是通過他們自己去編程來實(shí)現(xiàn)。”

“此外，還有可能有一些企業(yè)僅僅是想要使用一站式的解決方案，Alveo U25依然可以為這些客戶提供服務(wù)?！盌onna Yasay指出，超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心一般來說希望獲得更加全面的可編程解決方案。現(xiàn)在Alveo U25已經(jīng)是全可編程了，但是超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心因?yàn)樗麄兲幱诩夹g(shù)的前沿，一般來說都希望能夠獲得更為高端的卡片，尤其是在端口速度方面，所以今天我們是兩個(gè)2×100慢慢過渡到2×200的很快在未來也能夠?qū)崿F(xiàn)，我們也會(huì)在未來推出更多的卡片來支持這些客戶的需求?！?/p>

談到賽靈思未來對(duì)Alveo系列產(chǎn)品研發(fā)和推出上采用什么樣的策略時(shí)，唐曉蕾指出，“數(shù)據(jù)中心客戶面對(duì)的瓶頸在哪里，業(yè)務(wù)痛點(diǎn)在哪里，我們的策略完全用來解決客戶的痛點(diǎn)，從客戶TCO來分析，哪些可以幫到客戶，這是我們繼續(xù)加強(qiáng)的所謂產(chǎn)品研發(fā)的策略?！?/p>

目前，Alveo U25 SmartNIC平臺(tái)正為早期試用客戶提供樣品。預(yù)計(jì)將于2020年第三季度開始批量供貨。

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