Achronix提供由FPGA赋能的智能网卡(SmartNIC)解决方案来打破智能网络性能极限

本文主要是介绍Achronix提供由FPGA赋能的智能网卡(SmartNIC)解决方案来打破智能网络性能极限,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

作者:Achronix

随着人工智能/机器学习(AI/ML)和其他复杂的、以数据为中心的工作负载被广泛部署,市场对高性能计算的需求持续飙升,对高性能网络的需求也呈指数级增长。高性能计算曾经是超级计算机这样一个孤立的领域,而现在从超级计算机到边缘解决方案,在各个层面都可以看到高性能计算,随着我们推动更快的解决方案进入市场,网络安全和高复杂性应用在其中也扮演着更重要的角色。

为了满足对网络加速的需求,并提供灵活的、可重新编程的网络,Achronix为数据中心运营商、云服务提供商和电信公司提供Achronix 的Network Infrastructure Code(简称ANIC)和基于Achronix Speedster7t FPGA芯片构建的SmartNIC。这些可编程的加速器集成了前沿性技术,如400 GbE连接速度、PCIe Gen 5.0功能、片上网络和高速并行处理,以提供无与伦比的性能、可扩展性和灵活性组合。

ANIC是一套由模块化FPGA IP组成的完整设计,提供专为高性能网络流水线进行了优化的SmartNIC解决方案的所有基本功能单元。它有力地支持400 GbE和PCIe Gen 5.0功能,使各类用户能够根据其特定要求快速开发高带宽SmartNIC解决方案,满足其随着条件的变化而变化的要求。

更好的性能,更高的灵活性

为了提高网络性能,越来越多的客户转向SmartNIC,因为它可以通过卸载数据包处理和加密等日常任务来减轻主机服务器CPU的负担。除了节省CPU周期带来的经济效益之外,卸载还可以提高整体系统性能和资源效率。SmartNIC还具有可定制和可编程性,使用户能够灵活地适应不断变化的网络需求。

InfiniBand(简称IB)是用于高性能计算的传统网络技术。尽管IB的性能很好,但对于部署在传统数据中心(用以太网来作为标准网络协议),它却不能提供其中的HPC高性能计算解决方案所需的灵活性或功能密度。Achronix的ANIC解决方案支持400 GbE,可实现快速的数据传输速率,同时还提供了在网卡(NIC)上部署网络应用的能力;这一功能可显著提高应用性能并降低事务延迟。基于FPGA的ANIC方法具有出色的确定性,并始终提供极低的应用延迟,从而使ANIC成为具有严格实时处理需求的应用的首选。

SmartNIC架构的一种实现方法是将计算单元(如Arm内核等)添加到高性能网络数据路径中,以实现灵活的且可编程的网络。虽然添加CPU内核确实可提供网络卸载和应用加速功能,但处理器内核所能提供的网络性能也受限于其自身。功耗和空间限制将单张网络卡上可部署的内核数量限制于10个,从而使指令集受到限制,性能也就受到限制。

ANIC没有使用性能受限的Arm内核,而是运行在高性能的Achronix Speedster7t FPGA器件上,并且ANIC的模块化架构简化了组件选择过程并加快了设计阶段。此外,Speedster7t FPGA器件的部分重新配置功能支持实现动态调整,从而能够满足不断变化的需求。这种部署敏捷性可以节省大量的时间和成本。

“这是性能上的一个数量级飞跃,”Achronix SmartNIC产品规划总监Scott Schweitzer说道。“在ANIC上用一微秒内就可完成的工作在Arm内核上则可能需要几毫秒,而可在几纳秒内完成的工作可能需要几微秒。”

基于ANIC,用户有机会去部署自定义的IP功能。这种自定义的IP功能为定制应用打开了大门,如键值存储、入侵防御、重复数据删除和其他网络功能,所有这些应用都以400 GbE的网络速度运行。

在高性能计算中使用由FPGA加速的智能网卡:游戏规则改变者

高性能计算环境需要卓越的处理能力、高效的数据移动速度和高速的互连能力才能实现最佳性能。各种SmartNIC,尤其是像Achronix提供的基于FPGA的解决方案,可以无缝地满足这些要求。

在高性能计算中采用基于FPGA的SmartNIC带来的主要优势之一是定制化。凭借Speedster7t可重新编程的FPGA具有400 GbE以太网和PCIe Gen5功能,是高性能计算集群的多功能构建模块。

Achronix打造ANIC的目的是使用户能够优化其网络数据路径并加速网络应用。ANIC提供了一个完整的SmartNIC流水线,包括数据包接口、FIFO缓冲区、报头/解析器、流表格、规则引擎和DMA引擎。每种功能单元可以根据客户的需要去选择或取消,从而实现全部或部分数据包加速,并在Speedster7t FPGA器件上为客户自定义的网络加速功能应用预留高达50%的逻辑资源。

Speedster7t FPGA器件还提供二维片上网络(2D NoC),该项设计可在FPGA芯片内提供高达20 Tbps的带宽,并进一步增强模块化应用的部署。每个ANIC模块通过利用80个网络接入点可以实时放置在FPGA上或对其进行升级。

“ANIC的逻辑模块可以像乐高积木一样组合起来,以创建量身定制的SmartNIC解决方案,”Schweitzer说道。“根据想要完成的工作,客户可以选择使用部分或全部ANIC功能单元来组装解决方案。”这种模块化可组合性可确保用户只使用其特定应用所需的模块,从而消除了不必要的开销。

在HPC中,加速的I/O至关重要。SmartNIC允许超快速数据移动,从而有助于大型数据集的快速处理。如在DDoS缓解应用中,要求更深入的数据包检测,ANIC基于FPGA的高度并行设计支持高效的数据包处理,从而确保及时识别和缓解威胁。

在高性能计算和数据驱动应用的时代,Achronix提供的基于FPGA的SmartNIC可提供无与伦比的速度、卸载的处理能力、增强的安全性和卓越的灵活性。无论是寻求高速数据处理,减少延迟还是提高整体效率,SmartNIC都为高性能网络的未来铺平了道路。随着数据的不断激增和应用的要求越来越高,对于任何希望在高性能网络和计算方面突破极限的人来说,SmartNIC代表着一项至关重要的创新。

这篇关于Achronix提供由FPGA赋能的智能网卡(SmartNIC)解决方案来打破智能网络性能极限的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/521628

相关文章

Java实现任务管理器性能网络监控数据的方法详解

《Java实现任务管理器性能网络监控数据的方法详解》在现代操作系统中,任务管理器是一个非常重要的工具,用于监控和管理计算机的运行状态,包括CPU使用率、内存占用等,对于开发者和系统管理员来说,了解这些... 目录引言一、背景知识二、准备工作1. Maven依赖2. Gradle依赖三、代码实现四、代码详解五

Redis连接失败:客户端IP不在白名单中的问题分析与解决方案

《Redis连接失败:客户端IP不在白名单中的问题分析与解决方案》在现代分布式系统中,Redis作为一种高性能的内存数据库,被广泛应用于缓存、消息队列、会话存储等场景,然而,在实际使用过程中,我们可能... 目录一、问题背景二、错误分析1. 错误信息解读2. 根本原因三、解决方案1. 将客户端IP添加到Re

python 字典d[k]中key不存在的解决方案

《python字典d[k]中key不存在的解决方案》本文主要介绍了在Python中处理字典键不存在时获取默认值的两种方法,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,... 目录defaultdict:处理找不到的键的一个选择特殊方法__missing__有时候为了方便起见,

Linux限制ip访问的解决方案

《Linux限制ip访问的解决方案》为了修复安全扫描中发现的漏洞,我们需要对某些服务设置访问限制,具体来说,就是要确保只有指定的内部IP地址能够访问这些服务,所以本文给大家介绍了Linux限制ip访问... 目录背景:解决方案:使用Firewalld防火墙规则验证方法深度了解防火墙逻辑应用场景与扩展背景:

SpringBoot嵌套事务详解及失效解决方案

《SpringBoot嵌套事务详解及失效解决方案》在复杂的业务场景中,嵌套事务可以帮助我们更加精细地控制数据的一致性,然而,在SpringBoot中,如果嵌套事务的配置不当,可能会导致事务不生效的问题... 目录什么是嵌套事务?嵌套事务失效的原因核心问题:嵌套事务的解决方案方案一:将嵌套事务方法提取到独立类

Spring Boot实现多数据源连接和切换的解决方案

《SpringBoot实现多数据源连接和切换的解决方案》文章介绍了在SpringBoot中实现多数据源连接和切换的几种方案,并详细描述了一个使用AbstractRoutingDataSource的实... 目录前言一、多数据源配置与切换方案二、实现步骤总结前言在 Spring Boot 中实现多数据源连接

正则表达式高级应用与性能优化记录

《正则表达式高级应用与性能优化记录》本文介绍了正则表达式的高级应用和性能优化技巧,包括文本拆分、合并、XML/HTML解析、数据分析、以及性能优化方法,通过这些技巧,可以更高效地利用正则表达式进行复杂... 目录第6章:正则表达式的高级应用6.1 模式匹配与文本处理6.1.1 文本拆分6.1.2 文本合并6

MySQL的索引失效的原因实例及解决方案

《MySQL的索引失效的原因实例及解决方案》这篇文章主要讨论了MySQL索引失效的常见原因及其解决方案,它涵盖了数据类型不匹配、隐式转换、函数或表达式、范围查询、LIKE查询、OR条件、全表扫描、索引... 目录1. 数据类型不匹配2. 隐式转换3. 函数或表达式4. 范围查询之后的列5. like 查询6

使用Vue.js报错:ReferenceError: “Vue is not defined“ 的原因与解决方案

《使用Vue.js报错:ReferenceError:“Vueisnotdefined“的原因与解决方案》在前端开发中,ReferenceError:Vueisnotdefined是一个常见... 目录一、错误描述二、错误成因分析三、解决方案1. 检查 vue.js 的引入方式2. 验证 npm 安装3.

PHP执行php.exe -v命令报错的解决方案

《PHP执行php.exe-v命令报错的解决方案》:本文主要介绍PHP执行php.exe-v命令报错的解决方案,文中通过图文讲解的非常详细,对大家的学习或工作有一定的帮助,需要的朋友可以参考下... 目录执行phpandroid.exe -v命令报错解决方案执行php.exe -v命令报错-PHP War