Mellanox的Innova-2高性能和多功能背后的故事

背景：

發(fā)展復(fù)雜的存儲(chǔ)，高性能的計(jì)算，機(jī)器學(xué)習(xí)，安全加密，以及網(wǎng)絡(luò)定制的分流到最高的效能和最大的可擴(kuò)展性，是不是想起了很多的應(yīng)用場(chǎng)景。如果說(shuō)這些功能可以用一個(gè)板卡來(lái)實(shí)現(xiàn)，會(huì)不會(huì)覺(jué)得不可思議。那今天小編就是要告訴你，是可以通過(guò)一個(gè)板卡來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在吃驚之余，小編就帶領(lǐng)各位領(lǐng)略一下可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)這些功能的板卡——Innova-2。

最新的Mellanox Innova-2 適配器卡將ConnectX-5以太網(wǎng)控制器和Xilinx的Kintex UltraScale+ KU15P FPGA結(jié)合起來(lái)，不僅可用于加速計(jì)算，存儲(chǔ)加速，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中心的網(wǎng)絡(luò)加速;還可以用在網(wǎng)絡(luò)安全方面，機(jī)器學(xué)習(xí)的應(yīng)用中，機(jī)器學(xué)習(xí)中的應(yīng)用有圖像識(shí)別，深度學(xué)習(xí)和推理。這個(gè)板卡適配器可以應(yīng)用他的RDMA能力來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的服務(wù)器加速的應(yīng)用，不僅如此，適配器卡具備PCIe 4代的宿主接口，如圖.1所示。

此適配器卡的主要特性包括：

1. 支持雙端口SFP籠25Gbps以太網(wǎng);

2. TLS/SSL，IPsec加密分流;

3. Mellanox ConnectX-5以太網(wǎng)控制器和Xilinx Kintex UltraScale+ FPGA的“bump-on-the-wire”或者“look-aside”加速;

4. 低延遲RDMA和基于聚合以太網(wǎng)的RDMA;

5. OVS和擦除碼分流;

6. Mellanox的對(duì)等方向的交流加速;

7. 端對(duì)端QoS的擁塞控制;

8. 基于硬件的I/O虛擬化;

Innova-2是可以讓例如IPsec、TLS/SSL等加密算法中實(shí)現(xiàn)配置并行的、預(yù)定程序加速的安全應(yīng)用，還可以實(shí)現(xiàn)包括網(wǎng)絡(luò)DoS攻擊的保護(hù)。當(dāng)比較Innova-2跟其他相類似的替代品的時(shí)候，其成本減少了10倍，其針對(duì)安全的應(yīng)用的性能增加了6倍。Innova-2能夠支持SDN、虛擬化加速和云基礎(chǔ)設(shè)施的分流。通過(guò)將算法分流到板卡的Kintex UltraScale+ FPGA和ConnectX的加速器，板卡上的可編程資源能夠支持深度學(xué)習(xí)的訓(xùn)練和相應(yīng)的擴(kuò)展應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了更快的性能和更好的系統(tǒng)利用率。

Innova-2提供了NVMe存儲(chǔ)技術(shù)的解決方案，在主機(jī)端通過(guò)加載特定的存儲(chǔ)任務(wù)到FPGA從而實(shí)現(xiàn)低延遲存儲(chǔ)和低CPU的使用率，而且在存儲(chǔ)控制器端，通過(guò)一個(gè)基于FPGA的存儲(chǔ)控制器和網(wǎng)絡(luò)適配器單元能夠使適配器的RoCE功能得到實(shí)現(xiàn)，其目的是降低存儲(chǔ)延遲時(shí)間和增加存儲(chǔ)指令的吞吐率，使用Innova-2能夠加載特定的指令到FPGA從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化性能的效果。

Mellanox在Windows、Linux、VMware等平臺(tái)下分別提供了配置和管理的工具來(lái)支持Innova-2適配器板卡。FPGA的應(yīng)用可以很容易的被發(fā)展和部署在這個(gè)FPGA上，使用Mellanox的工具包和Xilinx的標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)環(huán)境，Innova-2的適配器板卡包含F(xiàn)PGA板卡的支持包和Xilinx的Vivado開(kāi)發(fā)環(huán)境，具有高水平綜合的能力(HLS)，特別是針對(duì)這款板卡的應(yīng)用。這為開(kāi)發(fā)者提供了必要的基礎(chǔ)設(shè)施去開(kāi)發(fā)他們自己的應(yīng)用，而且能夠快速實(shí)現(xiàn)指定的芯片的功能，縮小產(chǎn)品到市場(chǎng)的時(shí)間。

總結(jié)：

Innova-2板卡在以太網(wǎng)相關(guān)的應(yīng)用之中的功能是很豐富的，從網(wǎng)絡(luò)安全到網(wǎng)絡(luò)性能，從存儲(chǔ)到機(jī)器學(xué)習(xí)都能夠勝任。而且有著較好的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，能夠讓開(kāi)發(fā)者進(jìn)行DIY，這么好的開(kāi)發(fā)性和可擴(kuò)展性還是多虧了Kintex UltraScale+ FPGA的支持較高的數(shù)據(jù)處理速度的能力和豐富的接口。

原文鏈接：https://forums.xilinx.com/t5/Xcell-Daily-Blog/Mellanox-s-Innova-2-merges-ConnectX-5-Ethernet-controller-with/ba-p/806835