SmartNIC（智能網(wǎng)卡）到底是什么，它能做什么？基于DPU的SmartNIC不只是能實現(xiàn)網(wǎng)卡的連接作用，還實現(xiàn)了通常由CPU執(zhí)行的網(wǎng)絡(luò)流量處理。SmartNIC能夠執(zhí)行加密/解密、防火墻、TCP/IP和HTTP處理。本文從5個方面說明了為什么近年來SmartNIC的使用率一直在上升。
No.1 網(wǎng)絡(luò)正面臨前所未有的壓力
人工智能、機器學習、網(wǎng)絡(luò)安全、超大規(guī)模架構(gòu)和云服務等趨勢的興起，對網(wǎng)絡(luò)提出了前所未有的要求，特別是在性能和正常運行時間方面。這些因素加上遠程辦公帶來的網(wǎng)絡(luò)使用激增，正在推動網(wǎng)絡(luò)帶寬、用戶數(shù)量和活躍網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)量的增加——所有這些都增加了的計算復雜性。網(wǎng)絡(luò)流量的增長和攻擊媒介的日益復雜給服務器基礎(chǔ)設(shè)施計算節(jié)點的CPU帶來了巨大的壓力。
No.2 是什么推動了對網(wǎng)絡(luò)性能的需求
目前有很多服務都要求更低的延遲來支持部署在網(wǎng)絡(luò)邊緣的實時應用程序和服務，例如視頻會議（Zoom，Microsoft Teams等）、5G和自動駕駛汽車。
其他因素還包括需要支持傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)服務，以及應對5G和IoT等服務的增長，這些都對網(wǎng)絡(luò)提出了很高的性能要求。
No.3 減輕CPU負擔
利用SmartNIC能夠?qū)?shù)據(jù)包處理工作負載從CPU轉(zhuǎn)移到基于FPGA的SmartNIC。通過卸載服務器CPU的網(wǎng)絡(luò)處理工作負載和任務，SmartNIC提高了云和私有數(shù)據(jù)中心的服務器性能。在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)流量和計算復雜性不斷增長的推動下，采用SmartNIC提供了一種處理架構(gòu)，通過SmartNIC為某些工作負載提供計算，并從通用計算內(nèi)核中卸載這些工作負載，從而提高整體解決方案的效率。
No.4 SmartNIC能夠更好地支持數(shù)據(jù)平面工作負載
在任何虛擬化的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中，服務器內(nèi)部都有大量的數(shù)據(jù)平面網(wǎng)絡(luò)需求。網(wǎng)絡(luò)工作負載在計算方面特別昂貴。單是虛擬交換一項就可以占用服務器90%以上的可用CPU資源。卸載網(wǎng)絡(luò)任務可以將這些重要的資源返回給應用層。
加密算法是數(shù)據(jù)平面處理中變化最快的方面之一，也是最復雜和計算最密集的部分。 SmartNIC可以在可編程的情況下分擔這項昂貴的任務，只需更新SmartNIC軟件，就可以選擇在硬件中部署新的加密算法。
No.5 關(guān)于SmartNIC的真相
企業(yè)需要了解SmartNIC部署的替代方案和標準。最簡單的就是為下一代x86處理器增加計算能力，但是不可否認的事實是摩爾定律不再適用。因此，僅“拋出計算”的想法是行不通的。
與標準網(wǎng)卡相比，SmartNIC在價格和功耗上都具競爭力，這就消除了智能網(wǎng)卡太貴、太耗電的爭論。智能網(wǎng)卡也并不復雜，部署智能網(wǎng)卡與使用標準網(wǎng)卡和軟件的難易程度相似。
SmartNIC的使用大大降低了大規(guī)模部署網(wǎng)絡(luò)服務的TCO。通過使用SmartNIC提高每個計算節(jié)點的計算能力，在提供同等計算的情況下，相比標準網(wǎng)卡，SmartNIC所需的服務器數(shù)量更少，從而降低了前期成本、占用空間、電力和冷卻要求。
SmartNIC是面向未來的，它們是完全可編程的，因此在網(wǎng)絡(luò)部署方面的投資將經(jīng)得起時間的考驗。 ASIC雖然提供了良好的性能，但是設(shè)計時間長，且是完全靜態(tài)的，不利于未來的發(fā)展。隨著網(wǎng)絡(luò)、協(xié)議、封裝和加密算法的快速變化，以軟件的速度改變硬件的能力對于成功至關(guān)重要。
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