Scheda di accelerazione storage e rete SmartNIC per server

L'aumento vertiginoso dei dati rappresenta una sfida di non poco conto per i data center ed evidenzia quanto sia necessario alleggerire il carico della CPU del server host. Per evitare il sovraccarico e migliorare le capacità di elaborazione dei dati e dei segnali ora più che mai servono dispositivi in grado di accelerare i carichi di lavoro più impegnativi.

Le schede SmartNIC svolgono un ruolo fondamentale per migliorare la connettività e le comunicazioni tra un computer e una rete, potenziando le capacità di rete e di elaborazione del computer. Queste schede, costituite da una serie di componenti interconnessi e adattabili, regolano l'elaborazione e l'instradamento dei dati che attraversano il data center. iWave ha progettato in modo meticoloso la scheda di accelerazione storage e rete SmartNIC per offrire un'espansione della rete ad alta velocità. Oltre a fornire un'estensione dello storage ad alte prestazioni con il supporto di tre slot NVMe, dispone di due involucri QSFP-DD sul pannello frontale con opzioni flessibili per Ethernet a 200 GbE o 100 GbE.

La schede di accelerazione storage e rete SmartNIC Zynq Ultrascale+ di iWave. (Immagine per gentile concessione di iWave)

I componenti chiave della scheda di interfaccia di rete sono:

Connettività di rete ad alta velocità: la scheda SmartNIC dispone di due cage QSFP-DD sul pannello frontale, in grado di supportare 200 GbE e 100 GbE, oltre a un singolo involucro QSFP-DD per 40 GbE e 10 GbE. Queste configurazioni garantiscono una solida connettività I/O ad alte prestazioni con supporto Ethernet senza perdite.

Storage ad alta velocità: dotata di 8 GB di RAM DDR4 a 72 bit integrata, completa di codice di correzione degli errori per il sistema di elaborazione e di altri 16 GB di RAM a 128 bit dedicati alla logica programmabile, la scheda SmartNIC offre capacità di memorizzazione eccezionali. Inoltre, accoglie due slot M.2 NVMe sulla scheda portante SmartNIC, facilitando l'espansione delle opzioni di storage.

Integrazione avanzata di ARM e FPGA: la scheda SmartNIC è gestita dal formidabile System-on-Module ZU19/ZU17/ZU11 Zynq UltraScale+ MPSoC, che vanta ben 1143.000 celle logiche programmabili. Al suo interno ospita una CPU quad-core ARM Cortex A53 a 1,5 GHz, un doppio processore Cortex R5 Real-Time a 600 MHz e un'unità di elaborazione grafica ARM Mali 400MP2, offrendo una piattaforma adattabile con prestazioni eccezionali.

Connettività senza problemi: per garantire connessioni senza problemi, la scheda SmartNIC incorpora un'interfaccia host PCIe Gen3 x16 a 3/4 di lunghezza, che stabilisce un collegamento robusto tra la SmartNIC e il computer o il server.

(Immagine per gentile concessione di iWave)

Vantaggi dell'utilizzo di una scheda di interfaccia di rete basata su FPGA

• Gli FPGA riprogrammabili offrono una scalabilità eccezionale ai fornitori di servizi di comunicazione, consentendo loro di gestire volumi considerevoli di abbonati e dispositivi senza introdurre latenza o aumentare il consumo energetico.
• Nel panorama SmartNIC, la sinergia tra le risorse di calcolo ARM e FPGA porta a un sostanziale miglioramento delle prestazioni in termini di efficienza energetica.
• Le SmartNIC basate su FPGA raggiungono un equilibrio ideale per le applicazioni di rete, offrendo prestazioni elevate ed efficienza energetica. Inoltre, eccellono nella riduzione della latenza, portandola a circa un millisecondo.
• Gli FPGA possono anche assumere il ruolo di gestione di funzioni di sicurezza quali crittografia, ACL e firewall, proteggendo la CPU da potenziali attacchi dannosi.