谷歌定制了一颗DPU- 大数跨境

太湖湾信息技术产业园

2022-10-17

导读：谷歌表示，它将开始为公司提供一系列新的公共云服务，这些服务部分由其与英特尔共同设计和开发的独特基础设施处理单

谷歌表示，它将开始为公司提供一系列新的公共云服务，这些服务部分由其与英特尔共同设计和开发的独特基础设施处理单元 (IPU) 提供支持。

两家公司表示，E2000（之前的代号为 Mount Evans）旨在从位于服务器核心的 CPU 中卸载和隔离各种网络、存储和其他云基础设施的杂务，从而使数据中心更加安全和高效。过程。基于 ASIC 的 IPU（英特尔的第一个）与 AMD、Marvell 和 NVIDIA 等公司构建的数据处理单元 (DPU) 属于同一类。

谷歌现在提供对 IPU 的访问权限，该 IPU 是在去年英特尔的架构日上首次宣布的，以预览其最新的公共云服务 C3 系列。该系列是其现有 C2 实例的演变，适用于 AI 和其他高性能工作负载。新实例也将率先采用英特尔第四代 Xeon CPU，代号为 Sapphire Rapids，将于 2023 年初广泛发布。

全球第三大公有云提供商 Google 强调了 E2000 的功能，称一些早期客户在 C3 服务器上运行工作负载时看到了高达 20% 的性能提升。

英特尔网络业务高级副总裁 Nick McKeown 将谷歌的新 IPU 支持服务吹捧为“任何公共云中的首创”。

英特尔已将 IPU 定位为其战略的支柱，以赢得云计算和技术巨头的青睐，这些巨头越来越多地投资定制硅片作为英特尔服务器处理器的替代品。该公司正在开发几代 IPU，其路线图将持续到 2026年。

但英特尔的雄心壮志远非孤军奋战。E2000 IPU 的推出是为了直接对抗NVIDIA 的 Bluefield和AMD 的 Pensando DPU，这已成为服务器芯片市场上最大的战场之一。

如今，通用 CPU 以多种方式成为数据中心的核心。除了运行应用程序之外，他们通常还负责管理软件定义的网络、存储以及加密和其他安全工作负载。

但是使用 CPU 来协调通过网络传输的数据或在数据中心执行其他与基础设施相关的工作负载会浪费 CPU 总容量的很大一部分。

E2000 可以通过 16 条 PCIe Gen 4 通道连接到云提供商的服务器。连接后，IPU（以及将其与称为 SmartNIC 的相关服务器硬件类别区分开来的加速器）接管辅助任务，例如管理存储基础设施和从主机 CPU 联网。这样做会留下更多的 CPU 时钟周期来运行应用程序或（在云的情况下）客户端工作负载。

IPU 还以将工作负载与主机 CPU 物理隔离的方式卸载工作负载。这有助于提高从同一 CPU 租用计算能力或其他资源的客户之间的安全性。

在高性能 Arm CPU 内核和内部加速器 IP 之间，Intel-Google IPU 提供了足够多的处理能力，可以充当服务器中的一种服务器，用于基础设施目的。

E2000 可配置多达 16 个基于 Arm 的 Neoverse N1 处理器设计的 CPU 内核。N1 也恰好是亚马逊第二代 Graviton 服务器 CPU 的核心。

CPU 内核由可编程数据包处理引擎补充，该引擎以高达 200 GB/s 的速度运行，用于联网目的以及与之匹配的以太网端口。有一个用于带外管理的 1-GbE 端口。

出于联网目的，E2000 还具有运行 RDMA over Converged Ethernet (RoCE) 协议的强化逻辑。RoCE 支持从服务器到服务器的远程直接内存访问，无需 CPU 或运行在其上的操作系统 (OS) 的任何参与。从服务器中的 CPU 卸载数据移动带来了性能和电源效率的提升，同时控制了延迟。

除了核心网络功能之外，E2000 还旨在加速与存储相关的工作负载。该芯片支持用于访问数据中心闪存存储的 NVMe 和 NVMe over Fabrics (NVMe-oF) 协议。

谷歌表示，当与谷歌新的“Hyperdisk”块存储技术相结合时，其 IPU 驱动的服务每秒提供 10 倍的输入和输出操作 (IOPS) 和 4 倍的吞吐量。

IPU 还包括以线速或网络其余部分的速度保护数据的加密加速器。该硬件与 E2000 中的数据压缩引擎一起改编自 Intel Xeon Scalable CPU 中的 QuickAssist 技术。

正如高管所说，英特尔可以选择将“超大规模就绪”IPU 出售给谷歌云以外的其他客户。该公司此前曾表示，预计这些出货量将于 2023 年开始。

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本文来源：半导体行业观察

编译来源：electronicdesign

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