> > > > Intel раскрыла стратегию IPU: улучшения безопасности и производительности в дата-центрах

Intel раскрыла стратегию IPU: улучшения безопасности и производительности в дата-центрах

Опубликовано:

intel-ipuData Processing Units (DPUs) или Infrastructure Processing Units (IPUs) сегодня у всех на слуху. NVIDIA разрабатывает Bluefield DPUs, которые стали результатом покупки Mellanox. Bluefield 3 предложит 16 ядер ARM, пропускную способность 400 Гбит/с Ethernet и хранилище Elastic Block Storage с производительностью 18 млн. IOPS в 2022 году. Подобный чип может заменить до 300 ядер x86 и освободить другие ресурсы.

Термины IPU, DPU и Smart NICs довольно близки друг к другу. Но Intel называет свои компоненты Infrastructure Processing Unit, они как раз отвечают за интерфейсы в дата-центрах. Данные чипы играют роль не только в оптимизации системы хранения, но также могут использоваться как интеллектуальный интерфейс между вычислительными компонентами общего назначения и специализированными ускорителями.

Цель IPU (или схожих функциональных блоков с другими названиями, но мы будем придерживаться термина IPU) заключается в разделении уровня приложений и уровня инфраструктуры друг от друга. С одной стороны, это позволит проще планировать ресурсы, освободить их и использовать для других задач, но также усилит безопасность. Суть в том, что IPU разрабатываются специально для данной сферы. Они содержат скоростные сетевые интерфейсы (25 Гбит/с, 50 Гбит/с, 100 Гбит/с, 200 Гбит/с и 400 Гбит/с в будущем). Программируемая логика позволяет распределять сетевые пакеты с максимальной пропускной способностью и минимальными задержками. Причем выделенные аппаратные блоки ускоряют шифрование и дешифровку. Кроме специальных ускорителей, на IPU имеются вычислительные ядра, к которым подключается оперативная память. IPU обычно подключаются через PCI Express 4.0, но позднее будет добавлена поддержка PCI Express 5.0.

Раньше большая часть вычислительных задач выполнялась ядрами серверного процессора. В крупных окружениях VM приходилось выделять до восьми ядер CPU, которые были недоступны для VM. Промежуточным шагом к IPU стали Smart NICs. Они уже могли брать некоторые задачи сетевых интерфейсов на себя, но им не хватало гибкости.

Кроме задачи управления сетевым трафиком, IPU могут обеспечить сетевой доступ к хранилищу данных. И вместо использования накопителей NVMe в серверах хранения данных с процессором Xeon или EPYC, их можно подключать через IPU. Цель вновь заключается в снятии вычислительной нагрузки хранения данных с серверного процессора. Напомним, что работа с несколькими скоростными накопителями NVMe может "съедать" немало ресурсов.

Но IPU могут выполнять и задачи AI/ML, тот же инференс, что позволяет передавать системе только релевантные данные. NVIDIA планирует подключить пару DPUs (как их называет NVIDIA) напрямую к GPU-ускорителям, чтобы использовать их в периферийных (edge) вычислениях.

На данный момент над IPUs/DPUs работает множество компаний. Мы упомянули NVIDIA, но также стоит отметить Broadcom, Marvell, Pensando, Funglible и Xilinx, которые уже предлагают чипы или анонсировали разработку. Многочисленные гиперскейлеры разрабатывают собственные аппаратные решения. В том числе Microsoft, но также Facebook, Google и другие. Они хорошо знакомы со своими задачами и приложениями, поэтому могут разрабатывать аппаратные решения с наилучшей оптимизацией.

Intel уже присутствует на рынке IPU со своими процессорами Xeon-D, чипами FPGA и Ethernet.Например, IPU FPGA SmartNIC C5020X от Inventec содержит Stratix-10 FPGA и Xeon-D, клиенты уже получают карту для тестирования. FPGA и Xeon-D работают с 4 и 16 Гбайт оперативной памяти DDR4. Подключение к host-системе выполняется через PCIe 3.0 x8. Но сетевые интерфейсы ограничены 25 или 50 Гбит/с.

Intel дает мало конкретики

Теперь, когда терминология прояснилась, позвольте вернуться к презентации Intel. IPU призваны сделать дата-центры более эффективными и безопасными. И вместо нагрузки вычислительных ядер CPU, многие задачи будут передаваться на IPU.

Еще до мероприятия Intel поделилась некоторыми новостями IPU. Но за исключением цитат, в том числе от Гвидо Аппенцеллера, CTO Data Platforms Group, конкретики мало.

"At Intel, we are dedicated to creating solutions and innovating alongside our customer and partners — the IPU exemplifies this collaboration."

Патриция Куммроу, вице-президент Data Platforms Group и старший менеджер Ethernet Products Group в Intel, предоставила больше деталей:

"As a result of Intel’s collaboration with a majority of hyperscalers, Intel is already the volume leader in the IPU market with our Xeon-D, FPGA and Ethernet components. The first of Intel’s FPGA-based IPU platforms are deployed at multiple cloud service providers and our first ASIC IPU is under test."

Выше мы уже отмечали платформу FPGA для IPU. Скоро должны последовать решения ASIC. Если верить Microsoft, SmartNICs уже используются в сети Azure, они опираются на чипы Intel.

Вероятно, Intel более конкретно расскажет о своих планах IPU на конференции "The Six Five Summit". Здесь весьма интересен доклад Навина Шеной, старшего менеджера Data Platforms Group. Мы добавим информацию, если будет конкретика.

Подписывайтесь на группы Hardwareluxx ВКонтакте и Facebook, а также на наш канал в Telegram (@hardwareluxxrussia).

Мы рекомендуем ознакомиться с нашим руководством по выбору лучшего процессора Intel и AMD на текущий квартал. Оно поможет выбрать оптимальный CPU за свои деньги и не запутаться в ассортименте моделей на рынке.