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智能网卡硬件虚拟化(虚拟网卡metric)

和CPU、GPU“三足鼎立”,DPU真有如此大的潜力吗?

“DPU最直接的作用是作为CPU的卸载(offload)引擎,其效果是给CPU‘减负’。”《DPU技术白皮书》主编、中科院计算所研究员鄢贵海告诉《中国科学报》,作一形象比喻,DPU提供了数据中心一把“杀鸡”的工具,节省的是CPU这把“牛刀”,以释放CPU算力,留给更需要它的业务负载。

该机构分析师认为,DPU有望与CPU、GPU三足鼎立,成为数据中心的核心算力支撑。

DPU:既可实现离散梯形逻辑控制,也能实现连续调节控制。DPU可执行70多种特殊功能及150多种过程控制算法。CPU:解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。CPU是计算机中负责读取指令,对指令译码并执行指令的核心部件。特点不同 DPU:负责对通讯卡件的把控及审核。

AMD数据中心领域布局全面,形成CPU+GPU+FPGA+DPU产品矩阵。在服务器端CPU业务表现出色,2021年第四季度在英特尔垄断下增长,占全球服务器CPU市场的6%。AMD推出Infinity Fabric技术,将EPYC霄龙系列CPU与Instinct MI系列GPU直接相连,实现高速缓存协同效应。此外,AMD收购Xilinx和Pensando,全面进军数据中心领域。

智能网卡的作用究竟有什么?

SmartNIC(智能网卡)到底是什么,它能做什么?基于DPU的SmartNIC不只是能实现网卡的连接作用,还实现了通常由CPU执行的网络流量处理。SmartNIC能够执行加密/解密、防火墙、TCP/IP和HTTP处理。本文从5个方面说明了为什么近年来SmartNIC的使用率一直在上升。

智能网卡的价值在于以更高的性价比实现网络加速,同时提供网络、存储、安全、管理等数据中心服务。在AI服务器中,其性能提升可达1600%,充分体现了其在优化服务器性能、提升数据中心效率方面的重要作用。

这降低了延迟、降低了CPU利用率,并提高了整体网络性能。2 存储功能 智能网卡在存储加速方面表现出色,特别适用于现代数据密集型应用。它们可以卸载远程直接内存访问(RDMA)、iSCSI和NVMe over Fabrics等存储功能,从而提高数据传输速度并减少CPU开销。

它的主要作用是使计算机能够接入局域网或互联网,实现数据的发送与接收。具体来说,网卡负责将计算机内部处理的数据转换成适合在网络上传输的格式,并通过网线、光纤等物理媒介将数据包传输至其他计算机或网络设备。同时,它也能接收来自网络的数据包,并将其转换为计算机可识别的信息,供系统进一步处理。

因此,网卡的一个重要功能就是要进行串行/并行转换。由于网络上的数据率合计算机总线上的数据率并不相同,因此在网卡中必须装有堆数据进行缓存的存储芯片。在安装网卡时必须将管理网卡的设备驱动程序安装在计算机的操作系统中。

什么是网卡?相比传统网卡,智能网卡(SmartNIC)有何特点?

1、SmartNIC与NP的区别在于通用操作系统与微码编程的选择,其中NP的硬件调度效率更胜一筹。NVIDIA的DPU融合了SmartNIC和NP的特性,提供了更灵活的编程性,而通过直接存储挂载,支持了存储虚拟化。选择智能网卡时,需要权衡ASIC和FPGA的大规模部署优势,NP和DPU的小规模灵活性,以及可编程交换机如P4的高级功能。

2、智能网卡在存储加速方面表现出色,特别适用于现代数据密集型应用。它们可以卸载远程直接内存访问(RDMA)、iSCSI和NVMe over Fabrics等存储功能,从而提高数据传输速度并减少CPU开销。相比之下,标准网卡缺乏这些存储密集型任务所需的硬件和处理能力。

3、与标准网卡相比,SmartNIC在价格和功耗上都具竞争力,这就消除了智能网卡太贵、太耗电的争论。智能网卡也并不复杂,部署智能网卡与使用标准网卡和软件的难易程度相似。SmartNIC的使用大大降低了大规模部署网络服务的TCO。

4、智能网卡,一种提升服务器性能的关键组件,具备计算能力,将网络、安全、存储中不适合CPU的数据处理功能卸载至硬件芯片执行。这显著降低了CPU的负担,优化了关键应用程序和操作系统的运行效率,提高了数据处理的整体效力。智能网卡的发展经历了三个阶段。

5、对比传统智能网卡,DPU智能网卡是高性能的“CPU+可编程硬件”超级引擎,它不仅提供自定义云基础设施功能,还释放出宝贵的CPU资源,降低运营成本,引领了数据中心架构的革新。

6、网络适配器又称网卡或网络接口卡(NIC),英文名NetworkInterfaceCard。它是使计算机联网的设备。平常所说的网卡就是将PC机和LAN连接的网络适配器。网卡(NIC) 插在计算机主板插槽中,负责将用户要传递的数据转换为网络上其它设备能够识别的格式,通过网络介质传输。