Вычислительные мощности постоянно растут, и вместе с ними растут требования к сетевой инфраструктуре. Если для домашнего пользователя стандартом давно стал проводной Gigabit Ethernet, который в последнее время активно теснит распространение беспроводных устройств формата 802.11ac, то в серверных и кластерных системах, а также суперкомпьютерах остро стоит вопрос производительности сетевой среды. Скоростями в районе 10‒40 Гбит/с уже никого не удивишь, и индустрия активно осваивает новые стандарты, такие, как 100G. Компания Broadcom, известная в числе прочего и своими сетевыми процессорами, представила новое поколение чипов с поддержкой скорости 100 Гбит/с.

Новые чипы серии Smart NIC NetXtreme BCM588xx являются первыми в мире полностью программируемыми сетевыми процессорами с поддержкой стандарта 100G. В их основе лежит кластер из 8 ядер ARMv8 (Cortex-A72) с частотой 3 ГГц, оптимизированный с учётом использования в сценариях типа NVMe over Fabric. Чипы производятся с использованием 16-нм техпроцесса FinFET+ и поддерживают интерфейс PCI Express 3.0. Также в них интегрирован трёхканальный контроллер памяти DDR4 — опция, абсолютно необходимая при построении эффективных сетей с такими скоростями. Имеется криптографический движок с производительностью 90 Гбит/с и средства разгрузки при работе с массивами RAID. В настоящее время Broadcom уже поставляет образцы новых сетевых платформ как в виде платы расширения PCIe 3.0 формата HHHL (BCM58802), так и в виде платы формата ATX (BCM58808). Полностью с характеристиками нового семейства можно ознакомиться на сайте компании-разработчика.

Адаптер Emulex Fibre Channel шестого поколения (3,2 Гбайт/с)

Также Broadcom анонсировала новые решения класса NVMe over Fibre Channel — эта физическая среда часто используется для подключения вычислительных узлов к системам хранения данных, и полноценная поддержка набирающего популярность протокола NVMe приходится тут как нельзя более кстати. Этот протокол оптимизирован с учётом особенности твердотельных накопителей, которые в последнее время активно вытесняют традиционные механические жёсткие диски из СХД, особенно там, где требуется высокая производительность на случайных операциях. Новые адаптеры, выпускаемые под брендом Emulex, прошли квалификационное тестирование на соответствие стандарту NVMe over FC (Gen 6, 3,2 Гбайт/с) и совместимость с продуктами других производителей, в частности, коммутаторами Brocade X6 Director, G620 и серией Cisco MDS 9000.

Протокол NVMe стремительно отвоёвывает позиции у более привычных SAS и SATA, что неудивительно — последние несут в себе тяжелый груз наследия механических накопителей и далеко не самым оптимальным образом работают с современными твердотельными устройствами хранения данных. В локальном масштабе проблем у NVMe нет, но крупные вычислительные системы часто нуждаются в пробросе протоколов в сетевой среде, объединяющей вычислительные узлы или соединяющей их с системами хранения данных.

FC-NVMe может параллельно работать с FC-SCSI

Довольно активно в качестве такой среды используется технология Fibre Channel. Первая волна решений шестого поколения обеспечивает передачу данных со скоростью 3200 Мбайт/с, а вторая уже рассчитана на внушительные 12800 Мбайт/с. Проблему проброса NVMe в среде Fibre Channel решила компания Cavium, известный разработчик интеллектуальных сетевых процессоров и решений. Она в числе первых обнародовала поддержку стандарта NVMe over Fibre Channel (FC-NVMe) версии 1.0. Процессоры Cavium QLogic серий 2700 и 2690 (шестое и пятое поколение FC, соответственно), используемые в адаптерах HBA, получили полную поддержку FC-NVMe 1.0 путём обновления прошивок и драйверов.

Адаптеры QLogic 2700 (поколение 6.1, 3200 Мбайт/с)

Теперь соответствующие адаптеры отлично подходят для подключения серверных систем к хранилищам данных на базе флеш-памяти, использующим протокол NVMe. Новый стандарт позволяет использовать пропускную способность Fibre Channel эффективно, без дополнительных задержек и падения производительности. В открытом доступе обновлений пока нет, но их можно запросить у продажного отдела Cavium. Рассчитаны новые драйверы на работу в среде Linux и поддерживают режимы Initiator, Target и Target SPDK. Поддерживается параллельная обработка потоков FC-NVMe и FCP-SCSI, что делает Fibre Channel ещё более универсальной технологией. В настоящее время именно Cavium является компанией, внесшей наибольший вклад в развитие технологии FC-NVMe.