揭開 DPU 的面紗:驅動資料中心網路運作的引擎

分類: PC零組件 新品報導   8/19/2021   NVIDIA
[偉大的城堡-Great Castle]


科技圈終於在本週首度揭開 NVIDIA BlueField 資料處理器的面紗。這款晶片在去年開闢出 DPU 這個產品類別,而雲端服務、超級電腦及許多 OEM 業者與軟體合作夥伴已紛紛開始採用。


帶領以色列 BlueField 設計團隊的首席架構師 Idan Burstein,將在 Hot Chips 大會上介紹 DPU 的架構。Hot Chips 每年皆吸引眾多全球頂尖的微處理器設計師出席這場年度盛會。在這場演講中,將發表一款用於加速現代資料中心的晶片引擎,這款引擎中有著一組硬體加速器與通用 Arm 核心,可以加快網路、安全性功能及儲存工作的運作速度。

這些工作包含虛擬化資料中心的硬體,同時確保網路流量的安全和順暢,包括在硬體中加速運行資料中心基本任務中不斷增加的作業負載,像是:

安全性方面的 IPsec、TLS、AES-GCM、RegEx 及Public Key Acceleration
儲存方面的 NVMe-oF、RAID 及 GPUDirect Storagee網路方面的 RDMA、RoCE、SR-IOV、VXLAN、VirtIO 及 GPUDirect RDMA

視訊串流及時間敏感性通訊的卸載
這些作業負載的成長速度已經超越摩爾定律,佔據三分之一的伺服器 CPU 運行週期。DPU 將這些專用硬體整合起來,以更高效的方式來運行這些工作,釋放出更多 CPU 核心來處理資料中心的應用。

DPU 在不犧牲裸機效能的情況下提供虛擬化和先進的安全功能,它們的應用範疇涵蓋雲端運算、媒體串流、儲存、邊緣處理和高效能運算等多個領域。
NVIDIA 執行長黃仁勳形容 DPU 為未來運算領域發展的三大支柱之一。CPU 用於通用運算、GPU 用於加速運算,而 DPU 則在資料中心內移動資料以進行處理。

隨插即用的完整堆疊
在 Hot Chips 大會中有許多會讓處理器架構師著迷不已的晶片細節,對使用者來說,好消息是他們不需要精通這些,只要把現有軟體安裝到熟悉的高階軟體介面,就能發揮 DPU 的優勢。

這些 API 被綁定在稱作 NVIDIA DOCA 的 DPU 軟體堆疊裡,堆疊裡有驅動程式、函式庫、工具、文件、應用程式範例及一個 runtime 環境,以在整個資料中心的數千個 DPU 上配置、部署和調控服務。

center35192800已經有數百個組織向我們申請 DOCA 的早期試用,其中包括全球許多產業中的頂尖企業。

將 DPU 用於資料中心及雲端環境
全球已有多個最大型的雲端環境及一台 TOP500 排行榜上的超級電腦,採用在 Hot Chips 大會介紹的架構,並與下一代防火牆進行整合。多個頂尖 OEM 推出的系統很快也會採用這個架構,和來自超過十家軟體合作夥伴的支援。

全球多個雲端服務供應商正使用或準備部署 BlueField DPU,以安全配置運算執行個體。

BlueField 助力超級電腦及防火牆
劍橋大學利用 DPU 的效率,於今年六月推出了英國最高速的學術研究超級電腦,它在全球最節能系統的 Green500 排行榜上位居第三。它是全球第一部雲端原生超級電腦,研究人員可以在不影響效能的情況下,以保有隱私和安全的方式共享虛擬資源。

所有資料中心可以透過 Palo Alto Networks 的 VM-Series 新世代防火牆,獲得 DPU 的安全性功能。BlueField-2 可以加快 VM-Series 新世代防火牆的運作速度,檢查過去無法檢查的網路流量。