這家總部位于加州圣克拉拉的公司推出了自己的數(shù)據(jù)處理單元(DPU)，可以將數(shù)據(jù)中心的更多基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)移到芯片中。DPU將可編程的Arm CPU內(nèi)核與高性能網(wǎng)絡(luò)接口結(jié)合在一個(gè)片上系統(tǒng)(SoC)上。該芯片增加了加速器，可以卸載功能(從與存儲(chǔ)協(xié)調(diào)到清除網(wǎng)絡(luò)中的惡意軟件)，這些已成為服務(wù)器CPU性能的主要障礙。

BlueField DPU集成在一個(gè)名為SmartNIC的服務(wù)器網(wǎng)卡上，可以使用標(biāo)準(zhǔn)PCIe互連在云數(shù)據(jù)中心和私有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的任何服務(wù)器上。英偉達(dá)表示，該公司已開(kāi)始向早期客戶供應(yīng)家族第一代芯片BlueField-2，并將于2021年在主要制造商的服務(wù)器上推出。

首席執(zhí)行官黃仁森(Jensen Huang)在公司一年一度的GPU技術(shù)會(huì)議(GTC)上宣布了這一舉措，這符合Nvidia在數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)擴(kuò)張足跡的戰(zhàn)略。這些芯片基于英偉達(dá)70億美元收購(gòu)Mellanox Technologies和中央處理器(CPU)的網(wǎng)絡(luò)芯片，該交易基于Arm的藍(lán)圖。上個(gè)月，英偉達(dá)同意以約400億美元的價(jià)格收購(gòu)Arm。

長(zhǎng)期以來(lái)，英偉達(dá)一直是高端個(gè)人電腦和游戲機(jī)圖形處理單元(GPU)市場(chǎng)的領(lǐng)頭羊。但在過(guò)去的十年里，它也開(kāi)始在最大的云數(shù)據(jù)中心銷(xiāo)售先進(jìn)的服務(wù)器處理器來(lái)運(yùn)行人工智能，在那里，它的芯片是目前的黃金標(biāo)準(zhǔn)。包括亞馬遜，微軟和Alphabet的Google在內(nèi)的頂級(jí)云服務(wù)提供商使用Nvidia芯片將更多的AI性能整合到他們出租給其他公司的數(shù)據(jù)中心中。

Nvidia GPU擁有數(shù)千個(gè)用于并行計(jì)算的微型處理器。這使他們能夠比英特爾芯片更快，更高效地運(yùn)行AI任務(wù)。該芯片被添加到數(shù)據(jù)中心中龐大的服務(wù)器、存儲(chǔ)器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和其他硬件的倉(cāng)庫(kù)中，以減輕AI任務(wù)的負(fù)擔(dān)，這些任務(wù)可能會(huì)使服務(wù)器的CPU過(guò)度工作。

英偉達(dá) 已經(jīng)超越英特爾成為美國(guó)最有價(jià)值的半導(dǎo)體公司，它正試圖接管數(shù)據(jù)中心的更多計(jì)算工作。這可能會(huì)傷害英特爾， 后者在服務(wù)器CPU中占據(jù)90%以上的市場(chǎng)份額，每個(gè)服務(wù)器的成本可能高達(dá)數(shù)千美元。英特爾在推出更先進(jìn)的人工智能芯片的競(jìng)賽中一直落后。

Huang在最近的一份聲明中說(shuō)：“數(shù)據(jù)中心已經(jīng)成為新的計(jì)算單元。DPU是現(xiàn)代安全的加速數(shù)據(jù)中心的重要組成部分，CPU、GPU和DPU可以在其中合并為一個(gè)計(jì)算單元(這是完全可編程的，支持AI的)，并且可以提供以前無(wú)法實(shí)現(xiàn)的安全性和計(jì)算能力。”

DPU試圖解決的挑戰(zhàn)是，現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心中更多的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)管理瑣事已經(jīng)換成了在服務(wù)器CPU內(nèi)部運(yùn)行的軟件。這些雜事大部分都曾經(jīng)在標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)和單獨(dú)的服務(wù)器硬件捆綁上運(yùn)行。但是一個(gè)主要的缺點(diǎn)是服務(wù)器中的所有軟件都會(huì)給CPU中的資源增加負(fù)擔(dān)。通過(guò) 分擔(dān)這些功能，CPU可以專注于其他工作負(fù)載。

Nvidia估計(jì)，數(shù)據(jù)管理會(huì)消耗多達(dá)30%的數(shù)據(jù)中心中央處理核心，數(shù)據(jù)中心中的所有軟件基礎(chǔ)架構(gòu)都極大地拖累了服務(wù)器的性能。Huang在GTC上說(shuō)：“需要一種專門(mén)用于數(shù)據(jù)移動(dòng)和安全處理的新型處理器。BlueField DPU是芯片上的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)。”

Nvidia表示，該系列的首款產(chǎn)品BlueField-2與125個(gè)CPU內(nèi)核一樣，在網(wǎng)絡(luò)，存儲(chǔ)，安全性和基礎(chǔ)架構(gòu)任務(wù)方面具有相同水平的性能。進(jìn)程中保存的資源可用于其他服務(wù)， 從而提高服務(wù)器的最大性能。數(shù)據(jù)中心使用的主要操作系統(tǒng)(包括Linux和VMware)支持DPU。

該芯片結(jié)合了八個(gè)基于armcortex-A72體系結(jié)構(gòu)的可編程內(nèi)核及其高性能ConnectX-6dx網(wǎng)絡(luò)接口。DPU可以被添加到數(shù)據(jù)中心的任何服務(wù)器上，它有一對(duì)加速器，用于卸載存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)和其他管理工作負(fù)載，每秒操作數(shù)高達(dá)0.7萬(wàn)億次。BlueField-2還具有1MB的L2緩存，可以由成對(duì)的CPU內(nèi)核共享，還有6MB的L3緩存。

BlueField-2包含用于以太網(wǎng)或InfiniBand的200Gb/s或雙100Gb/s網(wǎng)絡(luò)端口，因此它可用于網(wǎng)絡(luò)以及存儲(chǔ)工作負(fù)載，包括非易失性存儲(chǔ)器Express或NVMe。此外，還包括對(duì)芯片進(jìn)行加密，以防止數(shù)據(jù)泄露。它具有多達(dá)16個(gè)PCIe Gen 4端口，用于與服務(wù)器上的CPU和GPU通信，以及多達(dá)16 GB的板載DRAM。

該公司正試圖通過(guò)在其Bluefield DPU中添加更強(qiáng)大的AI來(lái)與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手脫穎而出。它還正在推出BlueField-2X，該產(chǎn)品將于2021年在其與BlueField-2相同的硬件中添加基于其新Ampere架構(gòu)的GPU。DPU支持多達(dá)60TOPS的AI性能，可用于改善網(wǎng)絡(luò)，存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)中心中的其他雜務(wù)。使用AI，DPU可以檢測(cè)到網(wǎng)絡(luò)中的異常行為，并在數(shù)據(jù)被盜之前將其阻止。

Huang說(shuō)，許多主要的服務(wù)器制造商，包括戴爾技術(shù)、超微、聯(lián)想、華碩、Atos、技嘉和廣達(dá)，都計(jì)劃將Nvidia DPU集成到他們出售給企業(yè)客戶的服務(wù)器中。

他還透露了該公司針對(duì)下一代SmartNIC的路線圖。Nvidia計(jì)劃 在2022年推出具有更多計(jì)算能力和400Gbps網(wǎng)絡(luò)鏈接的BlueField-3和BlueField-3X。它還計(jì)劃在2023年推出在計(jì)算和人工智能方面取得重大進(jìn)展的BlueField-4，并將Arm CPU和Nvidia GPU在同一產(chǎn)品系列中首次出現(xiàn)在同一芯片上。

這家硅谷公司還推出了一套名為DOCA的編程工具和軟件堆棧，以補(bǔ)充其DPU產(chǎn)品線。 DOCA降低了客戶構(gòu)建 在Nvidia DPU上運(yùn)行的軟件定義的，硬件加速的應(yīng)用程序的門(mén)檻，將數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)中心中的服務(wù)器之間移動(dòng)，以及保護(hù)和存儲(chǔ)所有這些內(nèi)容。英偉達(dá)表示，DOCA軟件 類(lèi)似于CUDA，它為開(kāi)發(fā)人員提供了一套軟件工具，可以使GPU發(fā)揮更多性能。

Nvidia網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)總經(jīng)理Ariel Kit在博客中表示：“DOCA對(duì)于使DPU卸載、加速和隔離數(shù)據(jù)中心服務(wù)至關(guān)重要。DOCA旨在使您能夠提供廣泛的加速軟件定義的網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、安全性和管理服務(wù)，這些服務(wù)在當(dāng)前和將來(lái)的BlueField DPU系列上運(yùn)行。”

BlueField DPU系列在數(shù)據(jù)中心部署的軟件方面也得到了市場(chǎng)上頂尖廠商的支持，包括VMware、Red Hat、Canonical以及Check Point軟件技術(shù)。

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