英偉達:DPU將讓數(shù)據(jù)中心成為新計算單元

6月22日消息(南山)去年的GTC 2020大會上,英偉達(NVIDIA)發(fā)布了一款全新的處理器DPU(Data Processing Unit,數(shù)據(jù)處理單元),由新型的DOCA(Data-Center-Infrastructure-On-A-Chip Architecture)軟件架構提供支持,號稱可實現(xiàn)具有突破性的網絡、存儲和安全性能。

DPU發(fā)布后,受到業(yè)界的極大關注,據(jù)媒體報道,近1年來,DPU成為業(yè)界追逐的話題,Marvell、Broadcom、VMware等眾多制造商已加入這一細分賽道。今年4月,英偉達發(fā)布了新一代BlueField-3 DPU,以及DOCA SDK 1.0。

在日前舉辦的媒體溝通會上,英偉達網絡事業(yè)部亞太區(qū)市場開發(fā)高級總監(jiān)宋慶春對媒體介紹,隨著數(shù)據(jù)量越來越大,很多通信模型會制約系統(tǒng)性能,傳統(tǒng)的馮·諾依曼架構無法解決由通信模型帶來的網絡擁塞問題, 繼續(xù)提升數(shù)據(jù)中心性能成為業(yè)界共同面對的挑戰(zhàn)。

以數(shù)據(jù)為中心的新架構,可以解決這個問題。宋慶春介紹,這一架構意味著數(shù)據(jù)在哪里,計算就在那里。當數(shù)據(jù)在GPU上,計算就在GPU上;當數(shù)據(jù)在CPU上,計算就在CPU上;當數(shù)據(jù)在網絡中傳輸?shù)臅r候,計算就在網絡中。“新架構可以解決網絡傳輸中多打一通信造成的的性能瓶頸問題或丟包問題,可以使通信延時降低10倍以上。”

而DPU的出現(xiàn),為以數(shù)據(jù)為中心的計算架構提供了創(chuàng)新思路。宋慶春介紹,之前在以CPU為主體的系統(tǒng)里,所有的操作都用CPU來做。以OVS操作為例,跑在CPU上,會消耗很多CPU的核,但運行OVS的效率非常低。如果將OVS放到DPU上運行,則可以實現(xiàn)OVS和CPU業(yè)務之間的隔離, 降低OVS對于業(yè)務性能的影響。

目前英偉達已經推出了BlueField-2 DPU,GTC 2021上推出的新一代BlueField-3 DPU,相比上代產品計算能力提升5倍、加密處理能力提升4倍、存儲性能也提升了3~4倍,整體性能得到全面提升。據(jù)悉,BlueField-3預計在明年上半年推向市場。

宋慶春指出,隨著DPU的崛起,數(shù)據(jù)中心成為新的計算單元。這一定會掀起一波數(shù)據(jù)中心的變革,不管是從單芯片、還是大規(guī)模的超級計算機,都可以采用統(tǒng)一的架構,在單芯片上可以有計算、有存儲、有通信,一個數(shù)據(jù)中心所需的各個單元都有了。而大規(guī)模數(shù)據(jù)中心也是一樣的架構,有計算、存儲、通信等各單元,實現(xiàn)了統(tǒng)一架構的計算單元。“到了BlueField-4以后,我們將GPU集成到DPU,DPU就會成為一個完整的芯片級數(shù)據(jù)中心。”

在本次媒體溝通會上,國內知名云服務商,UCloud資深技術專家馬彥青表示,選擇DPU,是因為遇到了網絡的性能瓶頸,同時期望降低成本。英偉達的DPU可以實現(xiàn)ASAP2網絡卸載、SNAP/Virtio存儲卸載、ARM處理器編排管理、DPI深度包檢測與加密、IB/RDMA加速數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?,同時提升網關帶寬和數(shù)據(jù)安全的優(yōu)勢,受到UCloud的歡迎。

例如在存儲方面,UCloud過去采取傳統(tǒng)方式,即使用本地盤來做存儲,一旦出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的狀況,想恢復是一件非常困難的事情。利用DPU和DOCA重構UCloud的裸金屬存儲架構,系統(tǒng)盤和數(shù)據(jù)盤都采用RSSD云盤,實現(xiàn)了計算和存儲的解耦,這帶來的好處,一是用戶可以免裝機,分鐘級交付;二是不需要定制機型,減少資源浪費;三是發(fā)生故障時因為采用了云盤,可以快速遷移,且數(shù)據(jù)端是三副本,保證數(shù)據(jù)的安全。

此外,DPU對于UCloud的意義,還在于實現(xiàn)了一張卡來實現(xiàn)虛擬化和裸金屬架構的統(tǒng)一在,這使得UCloud可以共用存儲設備、網絡設備、軟件棧,甚至物理網絡也可以做到統(tǒng)一。 “這是UCloud三年前設計裸金屬架構時制定的目標。” 馬彥青說表示。

宋慶春強調,DPU生態(tài)系統(tǒng)已經得到操作系統(tǒng)、安全、存儲、應用等產業(yè)鏈廠商的廣泛支持。英偉達與UCloud在兩年前開始合作時,那時還沒有DOCA,也沒有系統(tǒng)的DPU API軟件支持,但基于雙方的共識,UCloud開發(fā)團隊付出了大量努力,在他們的云上實現(xiàn)了軟件定義和硬件加速的高度協(xié)作,實踐了DPU提升系統(tǒng)性能和安全的能力。“隨著DOCA的逐步成熟,雙方合作也會邁向新臺階”。

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2021-06-22
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