Шифрование трафика на высоких скоростях требует достаточно серьёзных вычислительных ресурсов и при отсутствии специфических движков в составе процессора и прочих криптоускорителей способно отъесть немалую долю производительности. Нередко такие движки входят в состав современных процессоров, а ускорители имеют на борту собственный процессор и оперативную память. Но в случае с Silicom M20E3ISLB всё иначе.

Silicom M20E3ISLB. Источник: Silicom

Этот ускоритель базируется на технологии Intel QuickAssist, которая в современных реализациях способна работать с протоколами TLS и туннелями IPSec на скоростях 100–150 Гбит/с, и даже в сложных случаях шифрования развивать пропускную способность 50 Гбит/с. Но под радиатором этого ускорителя, выполненного в форм-факторе U.2, скрывается вовсе не ПЛИС, не Arm с собственной памятью и не ASIС, а обычный чипсет Intel С620 (Lewisburg).

Источник: Intel

В процессорах с более высокой степенью интеграции функциональность QAT входит в состав чипа, и, как ни странно, это не флагманские Xeon Scalable, а процессоры серии Atom C2000/C3000/C5000, а также ряд моделей Xeon D, включая D-2100 и D-2700. Но именно в старшей платформе QAT вынесена за пределы процессора. Поэтому большая часть PCIe-ускорителей с поддержкой данной технологии представляют собой чипсет Lewisburg или более ранний Coleto Creek (Intel 8925) с системой питания и интерфейсом PCI Express, в котором они способны работать в режиме Endpoint.

Источник: Intel

Хабы серии Lewisburg не новы, они увидели свет вместе со стартом платформы LGA3647 и процессорами Xeon Scalable с архитектурой Skylake. В младшем варианте C621 криптоускорители отключены, но C627 и обновлённая версия C629 полностью поддерживают QAT и могут работать в режиме x16. Ускоритель Silicom M20E3ISLB ограничен режимом x4, максимальным для формата U.2. Именно по причине QAT тепловыделение этих чипсетов достаточно высоко и достигает почти 30 Вт.

Любопытно, что устройство полностью поддерживает режим «горячей замены» и позволяет быстро и просто оснастить практически любой сервер поддержкой ускорения криптографических операций и сжатия/распаковки сетевого трафика на лету. Современные DPU обладают существенно более высокими характеристиками и универсальностью, но решения на базе Lewisburg доступнее, а возможности при этом вполне достаточны для ряда сценариев и скоростей сетевых каналов.

Intel объявила о сотрудничестве с компаниями Inspur, Ruijie Networks и Silicom с целью расширения экосистемы IPU. Компания сообщила, что будет работать с новыми OEM-партнёрами для поддержки их инициатив по разработке IPU-решений на базе FPGA, которые будут предоставлять «настраиваемые и программируемые решения» для облачных и сетевых платформ с целью создания программируемых сетей.

Ранее Intel представила концепцию сквозных программируемых сетей, основанных на открытых стандартах, где IPU играет ключевую роль в предоставлении сети новых возможностей, включая телеметрию, контроль перегрузки и управление трафиком. Расширяя экосистему IPU, клиенты получат доступ к решениям, предназначенным для создания и использования преимуществ полностью программируемой сети.

Источник изображений: Intel

Inspur, один из крупнейших в Китае и мире производителей серверов и прочего IT-оборудования, будет создавать и разрабатывать новые IPU-решения, используя Oak Springs Canyon на базе FPGA Intel, которая обеспечивает высокую производительность, гибкость и подключение 2×100GbE. В результате тесного сотрудничества с Intel компания Inspur может предложить своим клиентам платформу, которая использует IPU для повышения эффективности всего ЦОД.

Ruijie Networks, также базирующаяся в Китае, планирует использовать Oak Springs Canyon для создания IPU класса 100GbE и 200GbE для формирования индивидуальных, оптимизированных IPU-решений для центров обработки данных. Ну а Silicom, ведущий израильский поставщик высокопроизводительных сетевых решений и решений для инфраструктуры данных, и далее продолжит своё партнёрство с Intel для создания уникальных IPU-решений на базе Oak Springs Canyon.

Мир сетевых карт становится умнее. Это следующий шаг в дезагрегации ресурсов центров обработки данных. Наличие расширенных возможностей сетевых карт позволяет разгрузить центральный процессор, при этом специализированные сетевые адаптеры обеспечивают более совершенные функции и безопасность. В этой новости мы познакомим вас сразу с двумя адаптерами: Silicom SmartNIC N5010 и Inventec SmartNIC C5020X.

Silicom FPGA SmartNIC N5010 предназначена для систем крупных коммуникационных провайдеров. Операторы все чаще стремятся заменить проприетарные форм-факторы от поставщиков телекоммуникационного оборудования на более стандартные варианты. В рамках этого мы видим, что производители ПЛИС не прочи освоить и эту нишу.

В Silicom FPGA SmartNIC N5010 используется Intel Stratix 10 DX с 8 Гбайт памяти HBM. Поскольку пропускная способность памяти становится все большим аспектом производительности системы, HBM будет продолжать распространяться за пределы графических процессоров и FPGA. В SmartNIC и DPU память HBM может использоваться для размещения индексных таблиц поиска и других функций для интенсивных сетевых нагрузок. Помимо HBM SmartNIC N5010 имеет еще 32 Гбайт памяти DDR4 ECC. SmartNIC N5010 потребляет до 225 Вт, что предполагает несколько вариантов исполнения карты, в том числе и с активным охлаждением.

Самая интересная особенность новой карты — 4 сетевых порта по 100 Гбит/с. На плате SmartNIC N5010 установлены две базовые сетевые карты Intel E810 (Columbiaville). На приведенной схеме можно заметить, что используется интерфейс PCIe Gen4 x16, причем их тут сразу два. Для работы четырех 100GbE-портов уже недостаточно одного интерфейса PCIe 4.0 x16. Второй порт PCIe 4.0 x16 может быть подключен через дополнительный кабель к линиям второго процессора, чтобы избежать межпроцессорного взаимодействия для передачи данных.

Вторая новинка, Inventec FPGA SmartNIC C5020X, совмещает на одной плате процессор Intel Xeon D и FPGA Intel Stratix 10. Этот адаптер предназначен для разгрузки центрального процессора в серверах крупных облачных провайдеров. На плате установлен процессор Intel Xeon D-1612 с 32-Гбайт SSD и 16 Гбайт DDR4, подключение к ПЛИС Intel Stratix 10 DX 1100 осуществляется через PCIe 3.0 x8. Нужно отметить, что FPGA Stratix имеет свои собственные 16 Гбайт памяти DDR4, а также обеспечивает сетевые подключения 25/50 Гбит/с и оснащен интерфейсом PCIe 4.0 x8, через который адаптер подключается к хосту.

У Inventec уже есть решение на базе Arm (Inventec X250), которое использует ПЛИС Arria 10 GX660 вместе с сетевым адаптером Broadcom Stingray BCM8804, которое имеет аналогичный форм-фактор и TPD не более 75 Вт. Однако для некоторых организаций наличие единой x86 платформы, включая SmartNIC, упрощает развертывание, поэтому вариант C5020X для таких компаний более предпочтителен.

Решение получилось очень интересным, однако вряд ли его можно назвать адаптером для массового рынка, как Intel Columbiaville. На примере этого адаптера Intel показала, что может объединить элементы своего портфеля для создания комплексных решений. Inventec FPGA SmartNIC C5020X является хорошей альтернативой предложению на базе Broadcom, что позволит крупным облачным провайдерам диверсифицировать свои платформы.

Несмотря на то, что обе новинки классифицируются как «умные» сетевые адаптеры SmartNIC, вторая, пожалуй, уже ближе к DPU, если сравнивать её с адаптерами NVIDIA DPU, в которых сетевая часть дополнена Arm-процессором и GPU-ускорителем. В данном случае есть и x86-ядра общего назначения, и ускоритель, хотя и на базе ПЛИС. Впрочем, устоявшегося определения DPU и списка критериев соответствия этому классу процессоров пока нет.