Über die neuartigen Silizium-Komponenten namens IPU (Infrastructure Processing Unit) habe ich auf diesem Blog bereits ausführlich berichtet. Diese Netzwerkbeschleuniger sollen Cloud Service Provider und Betreiber von Rechenzentren in Sachen Datentransfers und Sicherheit helfen, leistungsfähigere Infrastrukturen bereitzustellen. Warum sich die Großen der Zunft wie Google gemeinsam mit Intel auf die IPU-Technik fokussieren, steht in diesem Beitrag.
In einem ersten Schritt stand bei der Entwicklung der IPU-Technik eine SmartNIC im Vordergrund. Also eine Erweiterungskarte, auf der sich ein Intel Stratix 10 FPGA und ein Intel Xeon D Prozessor befinden. Diese Kombination aus zwei Silizium-Chips ermöglicht schnelle Ethernet-Verbindungen mit 50 Gigabit und 25 Gigabit/Sekunde, eine DDR4-Speicheranbindung mit bis zu 16 GByte/Sekunde sowie andere leistungsfähige Features. Das ist allerdings aus Sicht vieler Cloud Service Provider noch keine vollkommen zufriedenstellende Lösung.
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SoC-IPUs lösen die SmartNICs sukzessive ab
Denn so eine Erweiterungskarte benötigt freie Steckplätze im Server, ist weniger energieeffizient als reine CPU-IPU-Komponenten und zieht höhere Anschaffungskosten nach sich. Drei gute Gründe, die tendenziell gegen eine SmartNIC sprechen.
Wie viel einfacher und kostengünstiger wäre es da, einfach einen SoC-Chip auf dem Mainboard des Cloud-Servers zu implementieren. Denn solch eine System-on-Chip-Lösung erfordert deutlich weniger Platz auf der Hauptplatine des Zentralrechners, benötigt weniger elektrische Energie und bietet eine insgesamt integriertere Lösung als eine SmartNIC.
Google und Intel entwickeln gemeinsam eine SoC-IPU: Mount Evans
Genau aus diesen genannten Gründen haben Intel und Google einen SoC-basierte IPU entwickelt, die den Codenamen „Mount Evans“ trägt. Diese Chip-basierte IPU-Lösung weist im Gegensatz zu ihrem SmartNIC-basierten Pendant zahlreiche Vorteile auf. Dazu gehören unter anderem:
Hyperscaler-Tauglichkeit: Basierend auf den Erfahrungen, die Google mit FPGA-basierten SmartNICs in der Vergangenheit sammeln konnte, sind Mount Evans-IPUs in der Lage, die erforderlichen Leistungsdaten mit einem Maximum an Sicherheit zu liefern.
Highend-Features: Mount Evans-Chips bieten aufgrund ihres ASIC-Ansatzes ein hohes Maß an Programmierbarkeit, unterstützen eine NVMe-basierte Speicheranbindung (die kompatibel mit der Intel Optane-Technik ist), beherrschen aktuelle Verschlüsselungstechniken und beschleunigen den Datentransfer mithilfe der verbesserten Kompressionsalgorithmen ganz erheblich.
Software-Entwicklerkits inklusive: Mit dem IPDK (Infrastructure Programmer Development Kit) steht ein Linux-basiertes Entwicklerwerkzeug für Mount Evans zur Verfügung. Damit lassen sich bestimmte Aufgaben wie das Virtualisieren der Netzwerk- und Storage-Einheiten auf die IPU mit relativ geringem Aufwand übertragen und darüber hinaus an die jeweiligen Anforderungen anpassen.
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Intel’s SoC-IPU „Mount Evans“ auf einen Blick
Die Mount Evans-Architektur zeigt sehr gut, wohin die Chip-basierte IPU-Reise geht. Denn dieser Siliziumchip bietet all das, was vor allem Cloud Service Provider an Leistung benötigen, um mit den technologischen Entwicklungen von heute und morgen Schritt halten zu können. So erfordern Container-basierte Cloud-Anwendungen, Microservices und andere Workloads immer mehr CPU-Power, die den Hauptprozessor gleichzeitig von compute-generischen Aufgaben abhalten.
Dazu zählen Dinge wie das Virtualisieren der gesamten IT-Infrastruktur, das Verschlüsseln von Cloud-Daten und anderes mehr. Und genau diese Jobs kann eine IPU wie Mount Evans besser, zuverlässiger und energieeffizienter als ein SmartNIC übernehmen. Hierfür haben ihm die Chip-Entwickler Funktionen wie RDMA, NVMe, Inline Crypto, Traffic Shaping und mehr spendiert. Hinzu kommen bessere Leistungsmerkmale wie eine Ethernetanbindung mit bis zu 200 Gigabit/Sekunde. Das sorgt für einen schnelleren Datentransfer innerhalb der Cloud-Infrastruktur.
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Videoinfos zur Mount Evans IPU
Disclaimer: Für das Verfassen und Veröffentlichen dieses Blogbeitrags hat mich die Firma Intel beauftragt. Bei der Ausgestaltung der Inhalte hatte ich nahezu freie Hand.