資料中心場景下,是什麼在侵占伺服器的業務算力?
後摩爾定律時代,資料中心伺服器算力的增長跟不上帶寬的增長,原本用來處理業務的算力被大量浪費在處理網絡資料和基礎設施業務上(OVS、NFV),通過CPU軟體模拟的方式性能已經無法滿足需求,伺服器性能已經達到瓶頸,市面上不少客戶可能會考慮兩個選擇:
- 增加伺服器數量;
- 為伺服器增加一塊智能網卡,用于網絡業務解除安裝。顯而易見,增加伺服器數量需要消耗的成本遠大于購買智能網卡需要的成本。
DPU智能網卡實作CPU負載解除安裝
傳統的智能網卡上,首包的處理在CPU上,流表下發到網卡晶片裡依舊占用了CPU的資源,并且需要為解除安裝的業務定義接口和相關的協定,實作起來比較複雜,定位問題難。
而DPU架構的智能網卡上,可以實作全解除安裝,互相之間沒有太多業務接口,定位問題清晰。相當于有專門的計算資源來處理智能網卡相關的控制面,可實作控制面+轉發面的全解除安裝,并且對比FPGA或SoC架構的網卡,DPU的處理性能處于絕對優勢。
以雲網關接入為例。在保證總接入使用者數量的前提下,引入DPU架構智能網卡的建設方案相對于純2U伺服器的建設方案在機架空間占用、總功耗、成本上都具有明顯優勢。其中機架空間節省超過2/3,總功耗節省超過1/2,建設成本節省8W,同時機架平均每U接入的使用者數有3倍以上的提升。
DPU架構的智能網卡——星融元Helium DPU智能網卡現已開源!
Helium DPU 智能網卡的特色 | Helium DPU 智能網卡硬體架構 |
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一站式軟體開發環境 | 典型業務性能資料參考 |
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執行個體1:OVS解除安裝到Helium DPU 智能網卡,同時內建第三方應用
- 可以在網卡上安裝各種容器應用功能
- 同時打通各容器之間、以及容器與VM之間的資料通道
執行個體2:Helium DPU 智能網卡解除安裝SSL加解密引擎
- 内置硬體加解密引擎
- SSL加解密:29K TPS;10~20Gbps
執行個體3:Helium DPU 智能網卡解除安裝eBPF
- eBPF功能解除安裝至智能網卡,智能網卡上攜帶的ARM處理器單獨實作一個後端,将中間的eBPF位元組碼編譯成ARM處理器體系結構的指令碼,載入網卡RAM(智能網卡包含DRAM,是以MAP也可以被解除安裝),智能網卡從網卡RAM裡載入eBPF程式并運作
- eBPF處理以後的資料封包以及中繼資料和統計資訊傳回給主機應用
執行個體4:Helium DPU 智能網卡完全解除安裝5G UPF
- UPF全部功能(信令面和使用者面)解除安裝至智能網卡,與MEC Host無縫融合
- UPF與MEC邏輯隔離,互不影響,MEC無需重新架構即可獲得高性能