為期三天的全球首屆智能網(wǎng)卡高端行業(yè)峰會(SmartNICs Summit)在美國硅谷正式召開。英特爾(Intel)、超威半導(dǎo)體(AMD) 、英偉達(dá)(NVIDIA)等國際知名企業(yè)出席本次峰會,芯啟源Corigine也受邀參與峰會主旨演講,并將在峰會上首次對外公開“SmartNICs第四代架構(gòu)”。
在過去幾年中,谷歌(Google)、臉書(Facebook)和微軟(Microsoft)等超大規(guī)模企業(yè)迎來了特定領(lǐng)域計算需求的時代。目前在中國經(jīng)濟(jì)、科技高速發(fā)展的大背景下,我國高性能計算、5G、云原生、網(wǎng)絡(luò)安全、邊緣云等DPU典型適配場景發(fā)展迅猛。以前來自單一供應(yīng)商基于FPGA或單片組件的智能網(wǎng)卡(SmartNIC)已經(jīng)不能滿足此類供應(yīng)商的不同領(lǐng)域特定要求,業(yè)界對于SmartNIC的定義也在不斷豐富,首屆SmartNICs Summit應(yīng)運(yùn)而生芯啟源即將在峰會上發(fā)布的“SmartNICs第四代架構(gòu)”白皮書就將介紹第四代SmartNICs架構(gòu)的基本原理。
芯啟源SmartNICs
第四代架構(gòu)將有什么變化?
近年來,業(yè)界對于SmartNIC的討論不斷增多,全球范圍內(nèi)的產(chǎn)品逐漸增加,國際巨頭例如英偉達(dá)、英特爾都有自己的相關(guān)產(chǎn)品,芯啟源副總裁Jim Finnegan介紹:“智能網(wǎng)卡(SmartNIC)最重要的特性是可編程性,因為智能網(wǎng)卡(SmartNIC)必須具有靈活性和易用性來處理當(dāng)前和未來的網(wǎng)絡(luò)工作負(fù)載。”Jim表示,“為了使功能和性能達(dá)到當(dāng)前的第四代智能網(wǎng)卡(SmartNIC)的需求,我們對SmartNIC第四代架構(gòu)作了新的總結(jié):虛擬化,獨(dú)立于服務(wù)器主機(jī);支持大規(guī)模并行處理的MIMD架構(gòu);能夠支持200Gbps速度的多個鏈路;可編程性和靈活性等。”
芯啟源第四代SmartNIC架構(gòu)考慮到了一些附加屬性,包括:可擴(kuò)展性,用以支持400Gbps及以上的性能目標(biāo);低功率且具有成本效益;可編程性,適應(yīng)不同用戶、行業(yè)及應(yīng)用場景的定制化需求等。據(jù)了解,芯啟源第四代智能網(wǎng)卡(SmartNIC)將基于Chiplet技術(shù),達(dá)到200/400 Gbps (800 Gbps) 的性能水平。第四代SmartNIC將允許在較低級別進(jìn)行更多狀態(tài)處理,并支持外部 AI/存儲加速而不需要服務(wù)器參與。
高性能、低成本、可編程
芯啟源智能網(wǎng)卡(SmartNIC)是基于NP核心,以DPU芯片制作的新一代網(wǎng)卡,采用SOC模式進(jìn)行芯片設(shè)計,多線程的梳理模式可以對標(biāo)ASIC芯片的數(shù)據(jù)處理能力。在高性能數(shù)據(jù)處理的同時,具備靈活的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議支持能力,可以卸載3-7層網(wǎng)絡(luò)信令。
通過卸載數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)至DPU智能網(wǎng)卡(SmartNIC),可以大大緩解數(shù)據(jù)中心和SDN網(wǎng)絡(luò)對寶貴的CPU算力資源的依賴,在同樣業(yè)務(wù)規(guī)模下,將極大的降低服務(wù)器投資成本,減少數(shù)據(jù)中心用電規(guī)模、機(jī)房空間需求和CO2 排放量,助力企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能鍵盤和“雙碳”目標(biāo)。
芯啟源研發(fā)副總裁Steve Zagorianakos在峰會中表示,第四代智能網(wǎng)卡(SmartNIC)具備靈活高效的可編程能力,支持P4C語言等高級編程語言的混合編程能力,幫助客戶實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)面的定制化需求,快速實現(xiàn)負(fù)載均衡、防火墻、云網(wǎng)關(guān)等功能,以及實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)遙測Telemetry應(yīng)用,面向數(shù)據(jù)平面的在線診斷以及可視化需求。
雖基于FPGA的智能網(wǎng)卡具有一定基于VHDL等底層編程能力,但編程空間小、語言難度高、程序效率低。因此對比其他基于FPGA的智能網(wǎng)卡,芯啟源智能網(wǎng)卡的可編程能力具備靈活、高效、快速落地的優(yōu)勢。
開源共享 軟件生態(tài)
芯啟源具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的DPU芯片,基于成熟的眾核IXP NP架構(gòu),其內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括硬件協(xié)處理器、流處理器FPC、PCIe主機(jī)接口模塊以及內(nèi)外部高速緩存和內(nèi)存接口組成。下一代NFP7000芯片則基于Chiplet技術(shù),在芯片封裝層面采用互聯(lián)互通的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),不僅支持芯啟源NFP芯片的die-to-die互聯(lián)封裝,還能夠?qū)崿F(xiàn)異廠家多芯片異構(gòu)集成。
芯啟源智能網(wǎng)卡基于獨(dú)特的、可擴(kuò)展的“多核”芯片SoC架構(gòu),兼具了FPGA高效、靈活可編程和專用處理器芯片(ASIC)低成本、低功耗的優(yōu)勢,解決方案推出之初就對標(biāo)國際一流水平,與Linux社區(qū)達(dá)成深入合作,貢獻(xiàn)了大量優(yōu)秀開源項目;智能能網(wǎng)卡的驅(qū)動和網(wǎng)卡固件在Github社區(qū)開源共享,并且通過Linux官方社區(qū)定期更新產(chǎn)品驅(qū)動和固件,致力于構(gòu)建國內(nèi)首個從芯片到網(wǎng)卡、從固件到驅(qū)動的全棧自主可控的DPU產(chǎn)品和軟件生態(tài)。
DPU——解決云安全問題的新機(jī)遇
目前芯啟源智能網(wǎng)卡的核心是DPU芯片,目前國內(nèi)外市場對DPU產(chǎn)品的需求是高度統(tǒng)一的,重點(diǎn)著力于解決云數(shù)據(jù)中心面臨的三個核心問題:性能(scale-up),規(guī)模(scale-out)能耗(power);解決后摩爾定律時代帶寬與計算性能的增速失調(diào)問題,提升云數(shù)據(jù)中心的盈利能力以及大幅度提升云數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)處理能力和存儲能力和加解密安全能力。
DPU應(yīng)具備靈活可編程以及高度可擴(kuò)展性,從而能夠廣泛適應(yīng)不同行業(yè),領(lǐng)域客戶的定制化需求,適用于多種產(chǎn)品形態(tài)及解決方案,能夠快速響應(yīng)各類客戶的定制化以及國產(chǎn)化需求,提供最具效率和專業(yè)的定制化服務(wù),并結(jié)合DPU生態(tài),廣泛吸納各行業(yè),產(chǎn)業(yè)的客戶共同構(gòu)建生態(tài)圈,持續(xù)不斷的滿足客戶的各類定制化需求。
中國的網(wǎng)絡(luò)安全市場是一個千億級體量的市場,芯啟源的DPU芯片及其系列產(chǎn)品廣泛應(yīng)用并賦能中國的網(wǎng)絡(luò)安全,如防火墻,下一代防火墻,UTM,固網(wǎng)分流器等網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備;基于芯啟源DPU芯片及TCAM芯片卸載相關(guān)網(wǎng)絡(luò)處理,安全加解密處理,支持超大容量規(guī)則及高性能;以及基于芯啟源DPU系列智能網(wǎng)卡(SmartNIC)打造下一代虛擬化防火墻,分布式IPS/IDS,微隔離微分段等產(chǎn)品。目前包括深信服,天融信,啟明星辰等國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)安全頭部廠商均與芯啟源有相關(guān)領(lǐng)域的合作在進(jìn)行。
芯啟源創(chuàng)始人、董事長兼CEO 盧笙
“在過去的兩年間,芯啟源一直致力于DPU芯片及智能網(wǎng)卡相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)。目前基于第三代架構(gòu)的新一代芯啟源智能網(wǎng)卡搭載了基于眾核NP-SoC架構(gòu)的DPU芯片,可實現(xiàn)高效且靈活的網(wǎng)絡(luò)報文處理,同時還具有低能耗、高性能及靈活度、極強(qiáng)的可編程性等特點(diǎn)。自2021年,芯啟源與中國移動蘇州研究院,中國移動集團(tuán)研究院及浙江移動等商用項目落地,同時隨著第四代架構(gòu)的提出,芯啟源DPU及智能網(wǎng)卡系列產(chǎn)品將提供高度可編程性,以及極度靈活的可擴(kuò)展性,使其能夠適應(yīng)于各個應(yīng)用場景,滿足不同行業(yè)客戶的定制化需求。”
關(guān)于芯啟源
芯啟源創(chuàng)立于2015年,擁有一支在芯片領(lǐng)域已深耕了近30年的研發(fā)和管理團(tuán)隊,研發(fā)中心遍布美國硅谷、英國、南非和中國的上海、北京、南京、武漢等地。芯啟源致力于集成電路核心知識產(chǎn)權(quán)(IP)、芯片的設(shè)計研發(fā)、EDA仿真與驗證、生產(chǎn)及銷售,提供最優(yōu)的芯片及IP解決方案。作為擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的智能網(wǎng)卡產(chǎn)品和技術(shù)供應(yīng)商,芯啟源目前研發(fā)并量產(chǎn)了基于獨(dú)特的、可擴(kuò)展的“多核”芯片SoC架構(gòu)的智能網(wǎng)卡,兼具了FPGA高效、靈活可編程和專用處理器芯片(ASIC)低成本、低功耗的優(yōu)勢,是目前技術(shù)國際領(lǐng)先的DPU芯片設(shè)計企業(yè)。
原文標(biāo)題:全球首屆智能網(wǎng)卡峰會|芯啟源發(fā)布“SmartNICs第四代架構(gòu)”
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