Весной Intel анонсировала свои первые DPU (Data Processing Unit), которые она предпочитает называть IPU (Infrastructure Processing Unit), утверждая, что такое именования является более корректным. Впрочем, цели у этого класса устройств, как их не называй, одинаковые — перенос части функций CPU по обслуживанию ряда подсистем на выделенные аппаратные блоки и ускорители.

Классическая архитектура серверных систем такова, что при работе с сетью, хранилищем, безопасностью значительная часть нагрузки ложится на плечи центральных процессоров. Это далеко не всегда приемлемо — такая нагрузка может отъедать существенную часть ресурсов CPU, которые могли бы быть использованы более рационально, особенно в современных средах с активным использованием виртуализации, контейнеризации и микросервисов.

Для решения этой проблемы и были созданы DPU, которые эволюционировали из SmartNIC, бравших на себя «тяжёлые» задачи по обработке трафика и данных. DPU имеют на борту солидный пул вычислительных возможностей, что позволяет на некоторых из них запускать даже гипервизор. Однако Intel IPU имеют свои особенности, отличающие их и от SmartNIC, и от виденных ранее DPU.

Новый класс сопроцессоров Intel должен взять на себя все заботы по обслуживанию инфраструктуры во всех её проявлениях, будь то работа с сетью, с подсистемами хранения данных или удалённое управление. При этом и DPU, и IPU в отличие от SmartNIC полностью независим от хост-системы. Полное разделение инфраструктуры и гостевых задач обеспечивает дополнительную прослойку безопасности, поскольку аппаратный Root of Trust включён в IPU.

Это не единственное преимущество нового подхода. Компания приводит статистику Facebook, из которой видно, что иногда более 50% процессорных тактов серверы тратят на «обслуживание самих себя». Все эти такты могут быть пущены в дело, если за это обслуживание возьмётся IPU. Кроме того, новый класс сетевых ускорителей открывает дорогу к бездисковой серверной инфраструктуре: виртуальные диски создаются и обслуживаются также чипом IPU.

Первый чип в новом семействе IPU, получивший имя Mount Evans, создавался в сотрудничестве с крупными облачными провайдерами. Поэтому в нём широко используется кремний специального назначения (ASIC), обеспечивающий, однако, и нужную степень гибкости, За основу взяты ядра общего назначения Arm Neoverse N1 (до 16 шт.), дополненные тремя банками памяти LPDRR4 и различными ускорителями.

Сетевая часть представлена 200GbE-интерфейсом с выделенным P4-программируемым движком для обработки сетевых пакетов и управления QoS. Дополняет его выделенный IPSec-движок, способный на лету шифровать весь трафик без потери скорости. Естественно, есть поддержка RDMA (RoCEv2) и разгрузки NVMe-oF, причём отличительной чертой является возможность создавать для хоста виртуальные NVMe-накопители — всё благодаря контроллеру, который был позаимствован у Optane SSD.

Дополняют этот комплекс ускорители (де-)компресии и шифрования данных на лету. Они базируются на технологиях Intel QAT и, в частности, предложат поддержку современного алгоритма сжатия Zstandard. Наконец, у IPU будет выделенный блок для независимого внешнего управления. Работать с устройством можно будет посредством привычных SPDK и DPDK. Один IPU Mount Evans может обслуживать до четырёх процессоров. В целом, новинку можно назвать интересной и более доступной альтернативной AWS Nitro.

Также Intel представила платформу Oak Springs Canyon с двумя 100GbE-интерфейсами, которая сочетает процессоры Xeon-D и FPGA семейства Agilex. Каждому чипу которых полагается по 16 Гбайт собственной памяти DDR4. Платформа может использоваться для ускорения Open vSwitch и NVMe-oF с поддержкой RDMA/RocE, имеет аппаратные криптодвижки т.д. Наличие FPGA позволяет выполнять специфичные для конкретного заказчика задачи, но вместе с тем совместимость с x86 существенно упрощает разработку ПО для этой платформы. В дополнение к SPDK и DPDK доступны и инструменты OFS.

Наконец, компания показала и референсную плаформу для разработчиков Intel N6000 Acceleration Development Platform (Arrow Creek). Она несколько отличается от других IPU и относится скорее к SmartNIC, посколько сочетает FPGA Agilex, CPLD Max10 и сетевые контроллеры Intel Ethernet 800 (2 × 100GbE). Дополняет их аппаратный Root of Trust, а также PTP-блок.

Работать с устройством можно также с помощью DPDK и OFS, да и функциональность во многом совпадает с Oak Springs Canyon. Но это всё же платформа для разработки конечных решений ODM-партнёрами Intel, которые могут с её помощью имплементировать какие-то специфические протоколы или функции с ускорением на FPGA, например, SRv6 или Juniper Contrail.

IPU могут стать частью высокоинтегрированной ЦОД-платформы Intel, и на этом поле она будет соревноваться в первую очередь с NVIDIA, которая активно продвигает DPU BluefIeld, а вскоре обзаведётся ещё и собственным процессором. Из ближайших интересных анонсов, вероятно, стоит ждать поддержку Project Monterey, о которой уже заявили NVIDIA и Pensando.

Компания QNAP Systems выпустила сетевую карту QXG-100G2SF-E810, рассчитанную на высокопроизводительные среды виртуализации с небольшими задержками, а также на центры обработки данных. Новинка, к примеру, может быть установлена в систему хранения типа all-flash на основе твердотельных накопителей.

Здесь и ниже изображения QNAP Systems

Новинка располагает двумя портами QSFP28 со скоростью передачи данных до 100 Гбит/с (100GbE). За охлаждение отвечает активная система с радиатором и вентилятором. В комплект поставки включены монтажные планки стандартной и уменьшенной высоты.

Сетевая карта может применяться в собственных устройствах QNAP на программных платформах QTS 4.5.2 / QuTS hero h4.5.2 (или новее). Кроме того, устанавливать решение можно в серверы и мощные рабочие станции под управлением операционных систем Windows Server 2016/2019, а также Linux/Ubuntu.

Решение выполнено в виде карты с интерфейсом PCIe 4.0 x16. Задействован чип Intel Ethernet Controller E810. Модель QXG-100G2SF-E810 уже доступна для заказа по ориентировочной цене 930 долларов США. Оформить заявку можно на этой странице.

Kalray представила низкопрофильный адаптер K200-LP для построения систем хранения данных NVMe-oF. K200-LP пополнил семейство полностью программируемых многоцелевых DPU Kalray на базе уникальных процессоров Coolidge MPPA (Massively Parallel Processor Array) собственной разработки.

K200-LP, по словам разработчиков, является идеальным решением для производителей устройств хранения данных и поставщиков облачных услуг для создания устройств хранения следующего поколения, поскольку превосходит аналогичные решения с точки зрения производительности на Ватт и на доллар. K200-LP полностью оптимизирована для растущего рынка решений хранения на базе NVMe и NVMe-oF, от облака до периферии.

Kalray

Kalray K200-LP представляет собой низкопрофильную карту с двумя портами 100GbE (QSFP28) и интерфейсом PCIe 4.0 x16. Она оснащена 80-ядерным процессором MPPA, работающим на частоте до 1,2 ГГц, и от 8 до 32 Гбайт DDR4-3200. Карта способна обслуживать до 64 NVMe SSD и обеспечивает пропускную способность на уровне 12 Гбайт/с при последовательном чтении/записи и порядка 2 млн IOPS на случайных операциях. При этом средняя задержка составляет всего 30 мкс.

Новинка совместима со стандартами RoCE v1/v2 и NVMe/TCP, а поддержка MPPA уже есть в Linux 5.x. Для разработки ПО предоставляется фирменный SDK AccessCore. K200-LP производится тайваньской Wistron и уже доступна для приобретения. Ранее компании совместно представили СХД FURIO1200 на базе DPU K200.

Некоммерческий промышленный консорциум Ethernet Alliance завершил свой Форум по изучению технологий TEF-2021 и объявил, что его целью станет разработка стандарта для Ethernet-соединений на скоростях свыше 400 Гбит/с. Недавно сформированная исследовательская группа начнёт с того, что выяснит, какие технологии необходимо создать для осуществления намеченной цели, и будет ли кто-нибудь вообще покупать ещё более быстрые Ethernet-решения.

В настоящее время Альянс доволен тем, что завершил разработку и опубликовал стандарт IEEE 802.3cu, который обеспечивает подключение на скорости 100 Гбит/с и 400 Гбит/с по одномодовому волокну (100 Гбит/с на каждую несущую). Альянс считает это важным, поскольку одномодовое волокно более энергоэффективно, а его использование позволит повысить плотность размещения.

Осень этого года ожидается появление ещё двух стандартов 400GbE. Для поклонников старой доброй «меди» готовится 802.3ck, который предложит электрический интерфейс для Ethernet-подключений 100 Гбит/с, 200 Гбит/с и 400 Гбит/c. А разработка стандарта 802.3ct фактически завершена и ожидает последних проверок перед публикацией. Благодаря DWDM, он предложит 100GbE-подключение на расстоянии не менее 80 км.

Процессоры — важная часть платформы, но сегодня не менее важны коммуникационные возможности, в частности, сетевые процессоры, которые должны соответствовать всё возрастающим скоростям соединения. Одновременно с анонсом процессоров Xeon Scalable третьего поколения (Ice Lake-SP) компания Intel представила и сопутствующие им сетевые адаптеры E810-2CQDA2, способные справиться с потоком данных до 200 Гбит/с.

Сама сетевая платформа Intel E810 уже не нова, первые модели адаптеров на базе нового ASIC были анонсированы ещё в третьем квартале 2020 года, однако до сегодняшнего дня их скоростные возможности были ограничены планкой 100 Гбит/с. E810-2CQDA2 — первый в серии адаптер, поддерживающий PCI Express 4.0 и способный воспользоваться преимуществами этого стандарта, полноценно «переваривая» 200 Гбит/с. Конкуренты аналогичные решения начали анонсировать ещё в 2019 году.

Технически это полноразмерная плата расширения с интерфейсом PCIe 4.0 и двумя портами QSFP28, каждый из которых может работать как в режиме 100 Гбит/с, так и разделяться на 8 портов со скоростью 25 Гбит/с. Физически новый адаптер может функционировать как две независимые сетевые карты уровня 100GbE, поддерживающие как RoCE v2, так и iWARP, что делает новинку универсальным решением для рынка облачных систем нового поколения.

Важной характеристикой платформы E810 является технология ADQ (Application Device Queues). В современных сетевых приложениях очень важна предсказуемая производительность, и Intel E810 обеспечивает её за счёт организации выделенных очередей на уровне приложений. Технология ADQ позволяет более тонко дирижировать трафиком, а также снижает время отклика.

Intel E810-2CQDA2 поддерживает множество вариантов подключения

Новые сетевые адаптеры Intel E810 также могут похвастаться более совершенным и гибким движком фильтрации пакетов, поддержкой протокола прецизионного времени IEEE 1588 PTP и реализацией концепции «нулевого доверия» (Zero Trust), обеспечивающей повышенный уровень безопасности. Но, в целом, E810 является эволюцией серии Intel E800.

Модель E810-2CQDA2 универсальна и поддерживает подключение самых различных трансиверов QSFP28 и даже SFP+, а также пассивных медных кабелей. Новый адаптер Intel можно назвать подходящим для развёртывания новых телекоммуникационных узлов, включая периферийные службы. Максимальный уровень энергопотребления E810-2CQDA2 заявлен на уровне 33,5 Ватт (с оптическими модулями), что для двухпортовой карты класса 100GbE не так много.

Компания Xilinx анонсировала «умные» сетевые адаптеры Alveo SN1000, рассчитанные на использование в современных центрах обработки данных с высокой нагрузкой. Пробные поставки изделий уже начались, а массовые продажи планируется организовать 31 марта.

Устройства относятся к решениям SmartNIC. Они позволяют перенести нагрузку с центральных процессоров серверов непосредственно на сетевые адаптеры, оптимизировав тем самым работу всей IT-инфраструктуры. Адаптеры Alveo SN1000 являются полностью программно-определяемыми и подходят для создания компонуемой инфраструктуры.

В их основу положена 16-нм FPGA XCU26 серии UltraScale+, дополненная SoC от NXP с 16 ядрами ARM Cortex-A72 (2 ГГц, 8 Мбайт кеш). Процессору выделен один, а FPGA — два 4-Гбайт модуля памяти DDR4-2400. Первенец семейства, адаптер SN1022, выполнен в виде FHHL-карты с интерфейсом PCIe 3.0 x16 / PCIe 4.0 x8 и двумя 100GbE-портами QSFP28.

Для набортной SoC заявлена совместимость с Ubuntu и Yocto Linux. В качестве основного хранилища есть 16-Гбайт NAND-модуль eMMC, а для загрузчика — NOR-чип ёмкостью 64 Мбайт. Среди совместимых ОС для хоста указаны RHEL, CentOS и Ubuntu.

Фактически в состав адаптера входят и control plane, и data plane. Поддерживается аппаратная разгрузка virtio-net, а также ускорение работы Intel DPDK и Onload TCPDirect, Open Virtual Switch, Ceph RDB, IPSec и так далее. Часть функциональности перешла по наследству от SolarFlare, но Xilinx пошла дальше и открыла доступ к готовым IP-решениям в магазине App Store.

В магазине пока нет готовых решений для SN1000, но для этой серии доступна платформа разработки Xilinx Vitis. Более подробную информацию о новинках можно найти здесь. Вместе с новыми SmartNIC и магазином компания также представила платформы Smart World и Accelerated Algorithmic Trading (ATT). Первая предназначена для ИИ-видеоаналитики в режиме реального времени, а вторая, как нетрудно догадаться, для высокочастотного трейдинга (HFT).

Компания QNAP Systems анонсировала сетевую карту расширения QXG-100G2SF-E810, предназначенную для применения прежде всего в высокопроизводительных системах хранения данных на основе твердотельных накопителей. Новинка выполнена на контроллере Intel E810-CAM2. Реализованы два порта QSFP28 с пропускной способностью до 100 Гбит/с (100GbE).

Адаптер использует интерфейс PCIe 4.0 x16 (обратно совместим с PCIe 3.0 x16). В комплект поставки входят монтажные планки стандартной и уменьшенной высоты. Говорится о совместимости с программными платформами QTS 4.5.2 / QuTS hero h4.5.2, Microsoft Windows (10 и Server) и Linux.

Более подробная информация об адаптере QXG-100G2SF-E810 доступна на этой странице. Сведений об ориентировочной цене на данный момент, к сожалению, нет.

Nokia и Vodafone объявили о новом достижении в рамках совместной работы по развитию технологий высокоскоростной передачи данных: компании установили рекорд пропускной способности в сети PON при использовании единственной длины волны.

PON, или Passive Optical Network, — это технология пассивных оптических сетей. Наиболее продвинутые системы с этой архитектурой в настоящее время обеспечивают скорости передачи информации до 10 Гбит/с на одной длине волны.

Фотографии Reuters

Специалистам Nokia и Vodafone удалось увеличить данный показатель на порядок, доведя его до 100 Гбит/с. Тесты проводились в Эшборнской лаборатории Vodafone в Германии.

Отмечается, что сотрудники Nokia Bell Labs воспользовались оптическим оборудованием 25G с относительно небольшой стоимостью. Показать рекордную пропускную способность удалось за счёт применения инновационных средств цифровой обработки сигналов (DSP).

Протестированный прототип системы — это первое в мире применение средств передачи данных с переменной скоростью на сети PON. Отмечается, что коммерческое внедрение сетей 50G PON и 100G PON станет возможно после адаптации опробованных средств DSP — во второй половине текущего десятилетия.

Компания ЭЛТЕКС, одно из крупнейших предприятий по разработке и выпуску телекоммуникационного и сетевого оборудования в СНГ и Восточной Европе, объявила о начале серийного производства коммутаторов MES7048. Компания говорит, что это первые решения класса 100G, разработанные и произведённые в России.

Новинка, рассчитанная на монтаж в стойку, имеет форм-фактор 1U. В основу положены пакетный процессор Broadcom BCM56860 (Trident2+) и процессор общего назначения Intel Atom C2558 с четырьмя 2,4-ГГц вычислительными ядрами.

Коммутатор располагает 48 портами 10GBASE-R (SFP+)/1000BASE-X (SFP), а также шестью портами 40GBASE-SR4/LR4 (QSFP+) / 100GBASE-SR4/LR4 (QSFP28). Заявленная пропускная способность достигает 2,15 Тбит/с.

Отмечается, что неблокируемая коммутационная матрица позволяет осуществлять корректную обработку пакетов при максимальной нагрузке, сохраняя при этом минимальные и предсказуемые задержки для всех типов трафика.

Решение рассчитано на работу в условиях, требующих от оборудования высокой надёжности. Для обеспечения бесперебойного функционирования предусмотрена возможность «горячей» замены модулей питания и модулей вентиляции.

Более подробно с техническими характеристиками коммутатора MES7048 можно ознакомиться на этой странице.

Растущие в последнее время потребности центров обработки данных, связанные с обеспечением работы больших нагрузок, оказались очень выгодными для поставщиков сетевого оборудования. Например, по данным Omdia, в прошедшем 2019 году рынок Ethernet-адаптеров достиг отметки $ 1,7 млрд.

Впервые спрос на оборудование со скоростью 25 Гбит/с (или выше) превысил планку в  $1 млрд.

Так, корпорация Intel всё ещё остается главным поставщиком сетевого оборудования Ethernet, удерживая долю в 24% рынка, несмотря на 7-процентное снижение годовой выручки на общую сумму $424 млн (за 2019 г.). Аналитики связывают сравнительно небольшие потери доходов Intel с постепенным отказом компании 1- и 10-гигабитных адаптеров, поскольку корпорация готовится к выпуску в этом году оборудования следующего поколения.

На втором и третьем местах находятся компании Mellanox и Broadcom соответственно. Mellanox захватила 21% рынка сетевых адаптеров на фоне 8-процентного роста годовой выручки до отметки $ 358 млн. Broadcom в свою очередь зарегистрировала рост доходов от продажи оборудования на 29% ― до $249 млн в годовом исчислении. 

На четвёртом и пятом месте раполагаются Microsoft и Amazon, но эти компании занимаются производством Ethernet-адаптеров исключительно для нужд собственных облачных сервисов Azure и AWS. Тем не менее, они настолько велики, что не учитывать их нельзя. И каждая из них крупнее последнего участника рейтинга, компании Marvell вместе с купленной ей Cavium, которая за год потеряла 19%. 

Между тем, Mellanox (принадлежащая компании NVIDIA) сообщила о высоком спросе на свои 10/25/100-гигабитные адаптеры. Спрос на 100GbE-адаптеры в целом растёт и за счёт облачных провайдеров, HPC-кластеров, рабочих нагрузок машинного обучения и анализа данных, виртуализации. И поставки, и выручка в прошлом году выросли более чем на 60%, а средняя стоимость порта упала до $321. 

Исследователи Omdia отмечают, что переход на 25-гигабитные сетевые адаптеры идёт полным ходом, что составило более четверти всех поставок в датацентры и, соответственно, доходов производителей в прошлом году. Растущий спрос снизил среднюю стоимость одного 25GbE порта в 2019 году до $ 81.

Аналитики отмечают растущий спрос на так называемые SmartNIC, несущие на борту FPGA/SoC и способные самостоятельно обрабатывать часть передаваемых данных «на месте». В 2020 году на их долю придётся более четверти выручки ($557 млн). Адаптеры, поддерживающие различные offload-опции, займут большую часть рынка — на них придётся $1,1 млрд выручки. Наконец, адаптеры, обеспечивающие «чистое» Ethernet-подключение, будут в меньшинстве ($457 млн).