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Flexibilität ist der Name des Spiels mit SolidRuns NXP-betriebener SolidNET DPU.
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SolidRun hat das erste Produkt einer neuen Familie sogenannter "softwaredefinierter" Datenverarbeitungseinheiten (DPUs) vorgestellt, die auf handelsüblichen Arm-basierten SoCs basieren. Sie wird in allen Bereichen von Cloud-Rechenzentren bis hin zu Edge-Geräten zum Einsatz kommen.
Die SolidNET DPU wird von einem 16-nm-Layerscape LX2-Lite-SoC von NXP angetrieben, der mit 16 Cortex-A72-CPU-Kernen ausgestattet ist, die mit 2,0 GHz takten. Das Gerät befindet sich auf einer PCIe-Karte mit halber Höhe und halber Länge (HHHL).
Mit SolidNET können Sie Server von der Infrastruktur isolieren, die auf virtIO, DPDK, NVMe und anderen Industriestandards basiert. Auf diese Weise können Sie softwaredefinierte Netzwerk-, Sicherheits- und Speicher-Workloads beschleunigen und die Beschleunigung auf Anwendungsebene unterstützen - und das alles zu den gleichen Kosten wie eine Standard-SmartNIC. Laut SolidRun kann DPU verwendet werden, um effektiv einen Server innerhalb eines Servers für Infrastrukturzwecke zu schaffen.
Der Layerscape-SoC von NXP wird durch Data-Path-Beschleuniger ergänzt, die sich ideal für die Paketverarbeitung eignen, sowie durch eine Datenkompressions-Engine, die große Datenmengen effizienter verarbeiten kann. Es können bis zu 32 GB DDR4-Speicher mit Fehlerkorrekturcode (ECC) angeschlossen werden.
Der Markt für Infrastrukturprozessoren wie DPUs ist zu einem der größten Schlachtfelder in der Chipindustrie geworden, auf dem alle von AMD und Intel über Marvell und NVIDIA bis hin zu Start-ups um die Vorherrschaft kämpfen.
Auslagerung der CPU
Heutzutage fungieren Allzweck-CPUs im Herzen eines Servers als eine Art Verkehrspolizei im Rechenzentrum. Sie verwalten Netzwerk-, Speicher-, Kryptographie- und andere Sicherheitslasten, die alle in erster Linie in Software ausgeführt werden.
Diese Funktionen müssen mit Anwendungs-Workloads um Rechen-, Speicher- und Storage-Ressourcen konkurrieren, was die CPU im Herzen eines Servers oder Edge-Systems auslastet und die Leistung auf Systemebene beeinträchtigt.
Im Allgemeinen ist eine DPU so konzipiert, dass sie die Server-CPU entlastet, indem sie eine breite Palette von Infrastrukturaufgaben an die speziell dafür vorgesehenen Protokollbeschleuniger in der DPU auslagert. Durch die Verlagerung von netzwerk- und speicherbezogenen Diensten auf die DPU können Kunden die Kosten in Rechenzentren durch den Einsatz energieeffizienterer Netzwerkinfrastruktur-Hardware senken.
Die DPU von SolidRun unterscheidet sich von anderen in dieser Kategorie (IPUs von Intel, Octeon von Marvell und Bluefield von NVIDIA) dadurch, dass sie handelsübliche Arm-SoCs nutzt, die Netzwerk- und Speicherdienste in Software anstelle von Hardware-Beschleunigern ausführen.
Das bedeutet, dass die neue DPU Netzwerk-, Speicher- und Sicherheitsaufgaben auf die gleiche Weise ausführt wie die CPU, die sie entlastet. Die Daten, die das Netzwerk durchlaufen, werden von der Software auf der DPU unter Verwendung des Data Plane Development Kit (DPDK) verarbeitet. DPDK ist eine Reihe von Standardbibliotheken, die zur Beschleunigung der Paketverarbeitung auf Multicore-CPUs verwendet werden. SolidNET führt auch Software aus, um das System über die Protokolle NVM Express (NVMe) und NVMe over Fabrics (NVMe-oF) mit entfernten oder lokalen Speichern zu verbinden.
Obwohl die Flexibilität auf Hardware-Ebene von FPGA-basierten DPUs und die Leistung von ASIC-basierten DPUs nicht erreicht wird, ist SolidNET laut SolidRun in Bezug auf die Energieeffizienz und den Zugang zu benutzerfreundlicher Software im Vorteil. Die DPU hat eine Leistungsaufnahme von weniger als 25 W (maximal 40 W) und ist damit so effizient, dass sie in Cloud-Rechenzentren dicht gepackt und sogar am Stadtrand eingesetzt werden kann.
Das Unternehmen verwendet auch den Layerscape LX2-Lite SoC, der zwei 25-GB/s-Ethernet-Ports (GbE) und einen einzelnen 1-GbE-Port für die Verwaltung unterstützt, in einer Familie von System-on-Modules (SOMs) für Embedded-Systeme.
Multi-Vendor-Serie
Viele der heute auf dem Markt befindlichen Infrastrukturprozessoren zielen auf Cloud-Rechenzentren ab, die spezielle Hardwareanforderungen haben. Die neue Serie der softwaredefinierten DPUs verspricht jedoch mehr Flexibilität zu bieten. SolidNET kann Infrastrukturaufgaben auslagern, die häufig in der Cloud verwendet werden, sowie Arbeitslasten, die spezifischer für den Edge-Bereich sind - von Cybersicherheits-Stacks bis hin zu Anwendungs-Firewalls.
Laut SolidRun kann jeder, der die softwaredefinierte DPU einsetzt, die Vorteile des umfangreichen Software-Ökosystems nutzen, das Arm umgibt. Dies gibt ihnen die Flexibilität, die Leistung zu optimieren oder im Laufe der Zeit neue Funktionen hinzuzufügen.
Da sie getrennt von der Host-CPU des Systems läuft, bootet die SolidNET DPU unter Linux oder anderen Allzweck-Betriebssystemen. Der LX2-Lite von NXP nutzt acht Lanes von PCIe Gen 3 als Standard-Konnektivitätsschnittstelle.
Die strikte Isolierung zwischen der Host-CPU und der DPU, die sie auslagert, hat eine Reihe weiterer Vorteile. Die Sicherheit wird durch unabhängige Out-of-Band-Verwaltungsfunktionen, Secure Boot und Root-of-Trust-Unterstützung verbessert.
"Eine DPU bietet einen effektiven Weg, um eine effizientere Ressourcennutzung voranzutreiben und die Betriebskosten im gesamten Rechenzentrum zu senken", so Imran Yusuf, Leiter des Hardware-Ökosystems in der Infrastrukturabteilung von Arm.
SolidRun positioniert SolidNET als herstellerübergreifende Lösung, die eine breite Palette von Arm-basierten SoCs unterstützt. Das Unternehmen plant nach eigenen Angaben, in Zukunft weitere SoC-Optionen anzukündigen.
