讓雲端資料中心更快 Xilinx推業界首款整合式SmartNIC平臺

自行調適與智慧運算的全球領導廠商賽靈思（Xilinx）發佈業界首款整合式SmartNIC平臺及其第一款產品Alveo U25 SmartNIC，以單一裝置實際整合網路、儲存與運算加速的功能。U25專爲雲端服務供應商、電信與私有云端資料中心等業者所設計，帶來更高效率與更低總體擁有成本（TCO）的優勢，協助解決連網需求和成本攀升的難題。

U25整合高度最佳化的SmartNIC平臺與基於FPGA強大且靈活的引擎，以支援完整可編程功能與一站式加速應用。Alveo U25能提供SmartNIC平臺的完整功能，以因應軟體定義網路（SDN）、虛擬交換（Virtual Switching）、網路功能虛擬化（Network Functions Virtualization，NFV）、非揮發性記憶體儲存裝置外接存取（NVMe-oF）、電子交易、AI推論、影片轉碼與資料分析等業界最具挑戰的需求與作業。

此外，賽靈思亦發表首款符合Open Compute Project（OCP）3.0尺寸規格的XtremeScale乙太網路介面卡，並展示全球首款概念驗證的FPGA開放運算加速器模組（Open Compute Accelerator Module，OAM）。

Dell’Oro 集團研究總監Baron Fung表示，SmartNIC的市場規模預估將在2024年超過6億美元，佔全球乙太網路介面市場的23％。隨着雲端服務業者的規模不斷擴張， SmartNIC的部署也正在加速，爲企業應用釋放珍貴的CPU資源，進而優化伺服器的使用。電信業是另一個潛在強勁成長的市場，其正尋求爲NFV與AI推論等應用將SmartNIC從網路核心整合到邊緣上。像Alveo U25這類基於FPGA的智慧NIC，將能因應上述不斷增長的市場商機。

隨着網路傳輸埠（Network Port）速度持續提升，二三線雲端服務供應商、電信與私有云端資料中心業者也正面臨不斷增長的連網挑戰與成本。而研發與部署SmartNIC所帶來的可觀投資成本阻礙各界的導入。對此，Alveo U25 SmartNIC平臺透過提供真正隨插即用的功能來克服這些障礙，讓 SmartNIC能應用至更多領域。

Alveo U25 SmartNIC由賽靈思領先業界的FPGA技術所驅動，提供比基於SoC的NIC更高的傳輸量與能自行調適的引擎，使雲端架構工程師能夠快速加速各種功能與應用。此平臺能使新設備直接安裝在既有的系統上，建構嵌入式網路（Bump-in-the-wire）連網、儲存、運算卸載（Compute Offload）與加速功能，以最高效率避免不必要的資料移動與CPU處理流程。這樣的作法能大幅降低CPU的負荷，省下許多資源以執行更多的應用。

嵌入式ARM處理器提供獨特且關鍵的控制面（Control Plane）處理功能，以支援新型裸機（Bare Metal）伺服器的使用。基本款NIC提供超高傳輸量、小封包效能與低延遲等效益。標準完整功能NIC與驅動程式內含OnloadR應用加速軟體，可降低高達80％的延遲，讓建置於傳輸控制協定（Transmission Control Protocol，TCP）的伺服器，在雲端中的應用效率提升高達400％。

賽靈思資料中心事業羣行銷副總裁Donna Yasay表示，現今的雲端基礎設施正因伺服器傳輸（Input/output，I/O）面臨嚴重的資料瓶頸。高達30%的資料中心運算資源皆用來處理網路I/O，而這類的執行負荷隨着CPU核心的增加不斷增長。賽靈思着手因應網路傳輸所帶來的挑戰，推出一站式加速應用與隨插即用功能，其功能遠遠超越基礎連網，讓使用者能更容易部署SmartNIC。

Alveo U25 SmartNIC平臺實現一站式加速應用，讓非一線雲端資料中心業者更容易部署SmartNIC並快速達到效益。此外，其也支援賽靈思與獨立軟體廠商的各種隨一站式程式。編程模組支援包含HLS與P4在內的高階網路程式抽象化（Abstractions）技術，與如Vitis統一軟體平臺在內的運算加速框架，藉此實現賽靈思與第三方業者的加速應用。

Alveo U25 SmartNIC上首款隨裝即用的加速應用程式支援開源虛擬交換器（Open vSwitch，OVS）的卸載與加速作業。此款裝機後能立即運作的解決方案能爲伺服器分擔超過90％的OVS處理工作，其封包傳輸量可提高五倍以上。賽靈思的未來一站式解決方案預計支援各種安全功能，包括像IPSec、SSL/TLS、AES-256/128、分散式防火牆與AI推論等。

賽靈思目前已向早期試用客戶提供Alveo U25 SmartNIC的試用樣本，並預計在2020年第3季上市。

賽靈思亦發表符合OCP Spec 3.0尺寸規格的新款XtremeScale X2562 10/25Gb乙太網路介面卡。專爲高效能電子交易環境與企業資料中心量身設計的X2562擁有次微秒（Sub-microsecond）等級的延遲效能與超大規模連網傳輸量，能爲數以千計的虛擬網路卡即時處理封包與流量資訊。目前X2562已開始送樣並預計在2020年第2季上市。

另外，賽靈思也將釋出全球首款概念驗證的FPGA OAM參考架構。其採用Xilinx UltraScale+ VU37P FPGA元件與8GB HBM記憶體，相容於開放式加速器基礎設施（Open Accelerator Infrastructure，OAI）規格並透過夾層卡支援7個25Gbps x8的連結，爲分散式加速提供多樣化的跨模組系統拓撲。