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使用 Microsoft Azure Stack HCI 和 NVIDIA BlueField DPU 加速企業(yè)應(yīng)用程序

NVIDIA英偉達 ? 來源:未知 ? 2022-11-22 19:45 ? 次閱讀

隨著企業(yè)不斷將工作負載轉(zhuǎn)移到云端,一些應(yīng)用程序需要留在本地,從而最大限度地提高延時性能,并滿足安全性、數(shù)據(jù)獨立性和合規(guī)性策略。Microsoft Azure Stack HCI 是作為 Azure 服務(wù)提供的超融合基礎(chǔ)架構(gòu)(HCI)堆棧。Azure Stack HCI 提供內(nèi)置的安全性和可管理性,非常適合在核心和邊緣數(shù)據(jù)中心運行生產(chǎn)工作負載和云原生應(yīng)用程序。

NVIDIA BlueField DPU(數(shù)據(jù)處理器)是一個加速的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施平臺,可釋放應(yīng)用程序性能和系統(tǒng)效率。NVIDIA BlueField DPU 幫助有上云意識的企業(yè)克服現(xiàn)代 IT 環(huán)境中的性能和可擴展性瓶頸。這是通過卸載、加速和隔離軟件定義的基礎(chǔ)設(shè)施工作負載來實現(xiàn)的。

微軟展示了在 NVIDIA BlueField-2 DPU 上加速的 Azure Stack HCI 平臺原型,標(biāo)志著性能和生產(chǎn)力的重大飛躍,可提升 12 倍的 CPU 資源效率和 60% 的吞吐量。DPU 加速的 HCI 平臺只需更少的服務(wù)器、更低的能耗和更少的空間即可運行指定的工作負載,從而顯著節(jié)省了總體擁有成本(TCO)。

性能與效率提升

Azure Stack HCI 是一個軟件定義的平臺,它運行 Azure 網(wǎng)絡(luò)堆棧,用于將虛擬機(VM)和容器連接在一起。軟件定義的網(wǎng)絡(luò)提供了豐富的功能和極大的靈活性,使企業(yè)能夠輕松地從單個本地數(shù)據(jù)中心擴展到混合云和多云環(huán)境。

盡管軟件定義的網(wǎng)絡(luò)有許多好處,但它們僅在 CPU 上運行就會受到資源限制。它們以竊取原本用于運行業(yè)務(wù)應(yīng)用程序的昂貴 CPU 核心而聞名,從而降低性能和可擴展性。此外,軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)技術(shù)與硬件加速網(wǎng)絡(luò)(即 SR-IOV)長期存在沖突。這迫使云架構(gòu)師必將一個優(yōu)先于另一個,通常以應(yīng)用程序性能較差或 TCO 較高為代價。

NVIDIA BlueField DPU 旨在提供兩全其美:SDN 的功能性和靈活性以及硬件加速網(wǎng)絡(luò)(SR-IOV)的性能和效率。NVIDIA BlueField DPU 將整個 SDN 工作負載從主機 CPU 上卸下,為業(yè)務(wù)線應(yīng)用程序釋放 CPU 核心,從而節(jié)省了大量 TCO 。

在 NVIDIA BlueField DPU Arm 處理器中運行的SDN 管道被映射到 NVIDIA BlueField DPU 加速可編程管道,以提高吞吐量和數(shù)據(jù)包處理性能并減少延時。通過在 NVIDIA BlueField-2 DPU 上卸載和加速 Azure Stack HCI SDN 功能,Microsoft 團隊能夠?qū)崿F(xiàn)巨大的性能和效率提升(圖 1)。

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圖 1. 在 NVIDIA BlueField-2 DPU 上加速 Azure Stack HCI 可提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量(左)和節(jié)省 CPU 核心(右)

測試結(jié)果表明,NVIDIA BlueField-2 DPU 以 96 Gb/s 的速度提供線速速率、軟件定義的網(wǎng)絡(luò),CPU 使用率幾乎為零,而在使用 8 個 CPU 核心時僅為 60 Gb/s。這 8 個核心現(xiàn)在可以騰出來運行業(yè)務(wù)工作負載,網(wǎng)絡(luò)速度提高 60%。

因為 x86 CPU 無法達到 100Gb/s 的測試,為了保證相同的對比條件,我們根據(jù)條件推測出支持 96 Gb/s 所需的 CPU 核心數(shù)量。圖 1 顯示,支持 96 Gb/s 需要 12 個 CPU 核心,這意味著 NVIDIA BlueField-2 DPU 節(jié)省了 12 個 CPU 核心以支持相同的吞吐量。

這種節(jié)省使企業(yè)能夠設(shè)計、部署和操作更少的服務(wù)器,以提供相同的業(yè)務(wù)成果,或者基于相同數(shù)量的服務(wù)器實現(xiàn)更好的成果。

從功能角度來看,Microsoft Azure Stack HCI 平臺支持廣泛的 SDN 策略:VXLAN 網(wǎng)絡(luò)封裝和解封裝(encap / decap)、訪問控制列表(ACL)、服務(wù)質(zhì)量(QoS)、IP-in-IP 封裝、網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)、IPsec 加密/解密等。VM 的加速網(wǎng)絡(luò)(SR-IOV)的傳統(tǒng)配置將需要繞過這組豐富的策略,以實現(xiàn)更高的性能。

Azure Stack HCI 解決方案原型現(xiàn)已在 NVIDIA BlueField DPU 上卸載并加速,可在不犧牲性能和效率的情況下同時提供高級 SDN 策略。

總結(jié)

在將工作負載轉(zhuǎn)移到云的同時,企業(yè)繼續(xù)優(yōu)先考慮本地和邊緣數(shù)據(jù)中心,以滿足嚴格的性能和安全要求。包括機器學(xué)習(xí)人工智能在內(nèi)的下一代應(yīng)用越來越依賴于加速網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)其全部潛力。NVIDIA BlueField DPU 原型上的 Microsoft Azure Stack HCI 為各種規(guī)模的企業(yè)提供了混合云和加速網(wǎng)絡(luò)的承諾。

NVIDIA DPU 往期精彩內(nèi)容

節(jié)能環(huán)保:NVIDIA BlueField DPU 提升數(shù)據(jù)中心效率 借助 DPU 開啟 HPC 和超級計算性能的新時代 NVIDIA 榮獲第二屆 SmartNIC & DPU 技術(shù)創(chuàng)新峰會“匠芯技術(shù)”獎 使用 NVIDIA LaunchPad 在 NVIDIA BlueField DPU 上實操訪問 VMware vSphere

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