赛灵思一体化SmartNIC平台破解数据中心联网危机，实现一站式加速应用

随着新基建政策的提出，数据中心将在未来迎来高速发展期。面对这一趋势，赛灵思进行了战略转型，未来将坚持数据中心为中心。

日前，赛灵思推出业界首款“一体化 SmartNIC 平台”—— Alveo U25，真正在单颗器件上实现了网络、存储和计算加速功能的完美融合，为云数据中心运营商带来一站式网络、存储和计算加速。

Alveo U25破解数据中心临联网危机

当前，数据中心正在面临联网危机。进出数据中心联网的流量增长非常迅速，年复合增长率在25%以上。而在云服务器中会使用很多SDN功能，这样的工作量让CPU的大量处理能力耗费在应用之外。

显然，云服务商不会允许大量的CPU能力浪费，像亚马逊和微软已经从服务器上卸载了联网功能，将其转移到了SmartNIC平台上来解决。

数据显示，目前有超过80%的云服务供应商现在还没有应用SmartNIC。而且，现在端口速度超过摩尔定律。随着时间推移，服务器中所有的CPU资源都将遭到挤占，而无暇顾及应用级处理。

随着网络端口速度不断攀升，2级和3级云服务提供商、电信和私有云数据中心运营商正面临日益严峻的联网问题和联网成本挑战。与此同时，开发和部署SmartNIC所需的大量研发投资，也成为其被广泛采用的障碍。

Donna Yasay表示，“这是一个日益迫近的问题，也使得越来越多的云服务供应商部署SmartNIC，成为非常迫切的需求，提出一个现成、便捷、开箱即用的解决方案，对于云服务供应商实现这样的目标来说就成了关键。”

为此，赛灵思近日推出业界首款“一体化SmartNIC平台—— Alveo U25，真正在单颗器件上实现了网络、存储和计算加速功能的完美融合。

“Alveo U25是SmartNIC平台首个硬件实例。”Donna Yasay指出，Alveo U25不像先前大家已经看到过的一些解决方案，仅关注联网或存储，这个解决方案在一个平台上融合联网存储和计算加速功能。从这个角度来讲，这确实是首创。”

Alveo U25 SmartNIC平台实现了一站式加速应用，可以助力非一级云数据中心运营商更加方便地部署SmartNIC并迅速收获成效。同时，U25 SmartNIC还支持赛灵思和独立软件提供商 （ISV）提供的一站式应用。其编程模型既支持HLS和P4等高级网络编程抽象，也支持 Vitis统一软件平台等计算加速框架，以便实现赛灵思和第三方所提供的加速应用。

Alveo U25所提供的首个开箱即用型加速应用是对Open vSwitch（ OVS ）卸载与加速的支持。这个即插即用型解决方案将从服务器卸载90%以上的OVS处理，从而将数据包吞吐量提升5倍以上。未来，赛灵思还计划推出针对安全功能的一站式解决方案，这些安全功能诸如 IPSec、SSL/TLS、AES-256/128，同时还有分布式防火墙和AI推断。

FPGA：隐藏SmartNIC幕后的英雄

市场调研机构Dell’Oro集团研究总监Baron Fung表示：“预计到2024年，SmartNIC市场规模将超过6亿美元，占据全球以太网适配器市场的23%。随着云服务提供商的纵向扩容，他们正在不断增加SmartNIC的部署，以便为业务应用释放宝贵的CPU核，优化服务器利用率。

同时，电信服务提供商则是另一大具有强劲增长潜力的市场，他们正考虑将SmartNIC从核心网集成到边缘网，为NFV和AI推断等应用提供服务。Alveo U25这样基于FPGA的SmartNIC很好地迎合了这一不断增长的市场机遇。”

“SmartNIC平台不仅可以云服务提供商大幅节约硬件成本，还能降低数据中心功耗，节约运营成本。而且一站式的应用也是快速部署的关键。”Donna Yasay指出，所以赛灵思SmartNIC平台也变得更加重要。“对于这些客户来说，FPGA可以说是隐藏在幕后的英雄。”

依托于赛灵思领先的FPGA技术，Alveo U25 SmartNIC 平台相比基于SoC NIC，可以提供更高的吞吐量和更强大的灵活应变引擎，支持云架构师快速为多种类型的功能与应用提速。U25 SmartNIC平台支持“bump-in-the-wire （线缆内的块）”式无缝嵌入网络、存储和计算卸载及加速功能，可以避免不必要的数据传输和CPU处理，从而最大限度提高效率。而这也显著降低了CPU的负担并释放更多资源，以运行更多应用。

嵌入式ARM处理器提供了独特、关键的控制层处理功能，可以支持新兴的裸机服务器用例。基本型NIC可提供超高吞吐量、小数据包性能与低时延。标准型全功能NIC解决方案与驱动程序采用获得专利的 Onload应用加速软件，时延降幅高达80%，并且在云应用中为基于传输控制协议（ TCP ）的服务器应用提高了效率—最高可达400%。

Donna Yasay进一步表示：“当前的云基础设施饱受服务器I/O所造成的关键数据瓶颈的困扰。高达 30% 的数据中心计算资源被分配用于联网I/O处理，开销随CPU核数量的增加而持续增长。赛灵思提供的 Smart NIC平台易于部署，且具备一站式加速应用和远超基础联网的开箱即用功能，可以帮助用户轻松应对不断增长的联网需求增长所带来的挑战。”

据赛灵思大中华区销售副总裁唐晓蕾介绍，Alveo U25和所有的Alveo卡与Vitis统一软件平台都是一种有机的结合。“由于平台化涉及很多，不管是SaaS、FaaS、还有OS的支持上都有很高要求，所以我们希望能够通过Vitis这种软件平台，再加上U25硬件平台结合在一起，能够让企业在数据加速方面更快面向市场。”

之前FPGA的开发一直有一些门槛，所以我们把自己的一些应用和能力局限在了有特定本领的人身上。但是我们发现，在数据中心里随着应用场景的不断扩展，还有新客户的不断拓展，我们必须要在硬件软件协同上做一些工作，才能够让大家或者让整个客户群体收益，所以我们希望在Vitis和U25、Alveo这些平台上能够帮到客户更快速地完成开发和任务的实现。

赛灵思未来将坚持数据中心为中心

随着新基建政策的提出，数据中心将在未来迎来高速发展期。业界预测，到2030年，全球数据原生产业规模量将占整体经济总量的15%，中国数据总量将超过4YB，占全球数据量30%。

数据中心是计算力的存在方式，国家的新基建政策将带动数据中心基础设施的进一步投资和发展，服务器、存储等计算设备以及云计算软件等平台软件的投入有望加大，对于整个产业是一个重大的利好。具体来看，相较于传统的数据中心及技术，云数据中心及相关产品、边缘数据中心及相关产品，会获得更好的增长。

面对这一趋势，赛灵思进行了战略转型，未来将坚持数据中心为中心。“不管是客户还是业界，现在越来越多把FPGA和赛灵思加速卡作为一个技术点在讨论。我们现在越来越多地把整个产品向平台化去推进，希望在数据中心中扮演越来越重要的角色。”赛灵思大中华区销售副总裁唐晓蕾表示。

赛灵思此次推出的Alveo U25将目标锁定云服务提供商。据Donna Yasay介绍，“Alveo U25所面对的最终用户非常广泛，但是我们真正要关注的是那些云服务提供商，他们希望充分利用SmartNIC的卸载和加速，现在他们需要更加现成的解决方案。”

Donna Yasay具体解释道：“二级或者三级云服务供应商和应用服务提供商往往都会寻找一站式的解决方案，他们最终会选择SmartNIC解决方案。如果他们只需要去做OVS加速，他们都会使用标准的OVS，所以他们可以使用U25的SmartNI平台去做标准的OVS的加速；或者他们是更加成熟复杂的二级运营商，他们也运行OVS，但是他们也有一些其他的扩展，例如一些定制的隧道协议和功能，他们也会使用我们的技术平台，会用我们的OVSIP，他们可能会加上一些定制的隧道功能，有可能是通过他们自己去编程来实现。”

“此外，还有可能有一些企业仅仅是想要使用一站式的解决方案，Alveo U25依然可以为这些客户提供服务。”Donna Yasay指出，超大规模的数据中心一般来说希望获得更加全面的可编程解决方案。现在Alveo U25已经是全可编程了，但是超大规模的数据中心因为他们处于技术的前沿，一般来说都希望能够获得更为高端的卡片，尤其是在端口速度方面，所以今天我们是两个2×100慢慢过渡到2×200的很快在未来也能够实现，我们也会在未来推出更多的卡片来支持这些客户的需求。”

谈到赛灵思未来对Alveo系列产品研发和推出上采用什么样的策略时，唐晓蕾指出，“数据中心客户面对的瓶颈在哪里，业务痛点在哪里，我们的策略完全用来解决客户的痛点，从客户TCO来分析，哪些可以帮到客户，这是我们继续加强的所谓产品研发的策略。”

目前，Alveo U25 SmartNIC平台正为早期试用客户提供样品。预计将于2020年第三季度开始批量供货。

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