芯啟源SmartNICs第四代架構將有什么變化

為期三天的全球首屆智能網卡高端行業(yè)峰會(SmartNICs Summit)在美國硅谷正式召開。英特爾(Intel)、超威半導體(AMD) 、英偉達(NVIDIA)等國際知名企業(yè)出席本次峰會，芯啟源Corigine也受邀參與峰會主旨演講，并將在峰會上首次對外公開“SmartNICs第四代架構”。

在過去幾年中，谷歌(Google)、臉書(Facebook)和微軟(Microsoft)等超大規(guī)模企業(yè)迎來了特定領域計算需求的時代。目前在中國經濟、科技高速發(fā)展的大背景下，我國高性能計算、5G、云原生、網絡安全、邊緣云等DPU典型適配場景發(fā)展迅猛。以前來自單一供應商基于FPGA或單片組件的智能網卡(SmartNIC)已經不能滿足此類供應商的不同領域特定要求，業(yè)界對于SmartNIC的定義也在不斷豐富，首屆SmartNICs Summit應運而生芯啟源即將在峰會上發(fā)布的“SmartNICs第四代架構”白皮書就將介紹第四代SmartNICs架構的基本原理。

芯啟源SmartNICs

第四代架構將有什么變化?

近年來，業(yè)界對于SmartNIC的討論不斷增多，全球范圍內的產品逐漸增加，國際巨頭例如英偉達、英特爾都有自己的相關產品，芯啟源副總裁Jim Finnegan介紹：“智能網卡(SmartNIC)最重要的特性是可編程性，因為智能網卡(SmartNIC)必須具有靈活性和易用性來處理當前和未來的網絡工作負載。”Jim表示，“為了使功能和性能達到當前的第四代智能網卡(SmartNIC)的需求，我們對SmartNIC第四代架構作了新的總結：虛擬化，獨立于服務器主機;支持大規(guī)模并行處理的MIMD架構;能夠支持200Gbps速度的多個鏈路;可編程性和靈活性等。”

芯啟源第四代SmartNIC架構考慮到了一些附加屬性，包括：可擴展性，用以支持400Gbps及以上的性能目標;低功率且具有成本效益;可編程性，適應不同用戶、行業(yè)及應用場景的定制化需求等。據了解，芯啟源第四代智能網卡(SmartNIC)將基于Chiplet技術，達到200/400 Gbps (800 Gbps) 的性能水平。第四代SmartNIC將允許在較低級別進行更多狀態(tài)處理，并支持外部 AI/存儲加速而不需要服務器參與。

高性能、低成本、可編程

芯啟源智能網卡(SmartNIC)是基于NP核心，以DPU芯片制作的新一代網卡，采用SOC模式進行芯片設計，多線程的梳理模式可以對標ASIC芯片的數據處理能力。在高性能數據處理的同時，具備靈活的網絡協(xié)議支持能力，可以卸載3-7層網絡信令。

通過卸載數據處理業(yè)務至DPU智能網卡(SmartNIC)，可以大大緩解數據中心和SDN網絡對寶貴的CPU算力資源的依賴，在同樣業(yè)務規(guī)模下，將極大的降低服務器投資成本，減少數據中心用電規(guī)模、機房空間需求和CO2 排放量，助力企業(yè)實現節(jié)能鍵盤和“雙碳”目標。

芯啟源研發(fā)副總裁Steve Zagorianakos在峰會中表示，第四代智能網卡(SmartNIC)具備靈活高效的可編程能力，支持P4C語言等高級編程語言的混合編程能力，幫助客戶實現網絡數據面的定制化需求，快速實現負載均衡、防火墻、云網關等功能，以及實現網絡遙測Telemetry應用，面向數據平面的在線診斷以及可視化需求。

雖基于FPGA的智能網卡具有一定基于VHDL等底層編程能力，但編程空間小、語言難度高、程序效率低。因此對比其他基于FPGA的智能網卡，芯啟源智能網卡的可編程能力具備靈活、高效、快速落地的優(yōu)勢。

開源共享 軟件生態(tài)

芯啟源具有完全自主知識產權的DPU芯片，基于成熟的眾核IXP NP架構，其內部結構主要包括硬件協(xié)處理器、流處理器FPC、PCIe主機接口模塊以及內外部高速緩存和內存接口組成。下一代NFP7000芯片則基于Chiplet技術,在芯片封裝層面采用互聯互通的統(tǒng)一標準，不僅支持芯啟源NFP芯片的die-to-die互聯封裝，還能夠實現異廠家多芯片異構集成。

芯啟源智能網卡基于獨特的、可擴展的“多核”芯片SoC架構，兼具了FPGA高效、靈活可編程和專用處理器芯片(ASIC)低成本、低功耗的優(yōu)勢，解決方案推出之初就對標國際一流水平，與Linux社區(qū)達成深入合作，貢獻了大量優(yōu)秀開源項目;智能能網卡的驅動和網卡固件在Github社區(qū)開源共享，并且通過Linux官方社區(qū)定期更新產品驅動和固件，致力于構建國內首個從芯片到網卡、從固件到驅動的全棧自主可控的DPU產品和軟件生態(tài)。

DPU——解決云安全問題的新機遇

目前芯啟源智能網卡的核心是DPU芯片，目前國內外市場對DPU產品的需求是高度統(tǒng)一的，重點著力于解決云數據中心面臨的三個核心問題：性能(scale-up)，規(guī)模(scale-out)能耗(power);解決后摩爾定律時代帶寬與計算性能的增速失調問題，提升云數據中心的盈利能力以及大幅度提升云數據中心的網絡處理能力和存儲能力和加解密安全能力。

DPU應具備靈活可編程以及高度可擴展性，從而能夠廣泛適應不同行業(yè)，領域客戶的定制化需求，適用于多種產品形態(tài)及解決方案，能夠快速響應各類客戶的定制化以及國產化需求，提供最具效率和專業(yè)的定制化服務，并結合DPU生態(tài)，廣泛吸納各行業(yè)，產業(yè)的客戶共同構建生態(tài)圈，持續(xù)不斷的滿足客戶的各類定制化需求。

中國的網絡安全市場是一個千億級體量的市場，芯啟源的DPU芯片及其系列產品廣泛應用并賦能中國的網絡安全，如防火墻，下一代防火墻，UTM，固網分流器等網絡安全設備;基于芯啟源DPU芯片及TCAM芯片卸載相關網絡處理，安全加解密處理，支持超大容量規(guī)則及高性能;以及基于芯啟源DPU系列智能網卡(SmartNIC)打造下一代虛擬化防火墻，分布式IPS/IDS，微隔離微分段等產品。目前包括深信服，天融信，啟明星辰等國內網絡安全頭部廠商均與芯啟源有相關領域的合作在進行。

芯啟源創(chuàng)始人、董事長兼CEO 盧笙

“在過去的兩年間，芯啟源一直致力于DPU芯片及智能網卡相關產品的研發(fā)。目前基于第三代架構的新一代芯啟源智能網卡搭載了基于眾核NP-SoC架構的DPU芯片，可實現高效且靈活的網絡報文處理，同時還具有低能耗、高性能及靈活度、極強的可編程性等特點。自2021年，芯啟源與中國移動蘇州研究院，中國移動集團研究院及浙江移動等商用項目落地，同時隨著第四代架構的提出，芯啟源DPU及智能網卡系列產品將提供高度可編程性，以及極度靈活的可擴展性，使其能夠適應于各個應用場景，滿足不同行業(yè)客戶的定制化需求?！?/p>

關于芯啟源

芯啟源創(chuàng)立于2015年，擁有一支在芯片領域已深耕了近30年的研發(fā)和管理團隊，研發(fā)中心遍布美國硅谷、英國、南非和中國的上海、北京、南京、武漢等地。芯啟源致力于集成電路核心知識產權(IP)、芯片的設計研發(fā)、EDA仿真與驗證、生產及銷售，提供最優(yōu)的芯片及IP解決方案。作為擁有自主知識產權的智能網卡產品和技術供應商，芯啟源目前研發(fā)并量產了基于獨特的、可擴展的“多核”芯片SoC架構的智能網卡，兼具了FPGA高效、靈活可編程和專用處理器芯片(ASIC)低成本、低功耗的優(yōu)勢，是目前技術國際領先的DPU芯片設計企業(yè)。

原文標題：全球首屆智能網卡峰會|芯啟源發(fā)布“SmartNICs第四代架構”

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