浅析智能I/O适配器

现今的以太网适配器可提供智能卸载功能，如SR-IOV、RDMA、iSCSI、FCoE 或DPDK等，这些技术将I/O 处理工作卸载到适配器的同时绕过O/S 内核，因此可以加快I/O 处理速度并提高性能。比较之前以太网适配器大都这些任务交由软件及CPU 完成，现今的以太网适配器更加智能。

智能I/O 适配器可以降低CPU 占用率

服务器的功能日益强大，可以支持更多虚拟机同时运行更多应用。

当前，70%-80%的CPU 占用率已经很常见。使用支持智能卸载功能的适配器，可以大大降低I/O 的CPU 占用率，为服务器管理员提供更多可供使用的CPU 资源，并提高每服务器的VM 密度。

X86处理器中Spectre和Meltdown的边信道漏洞要求安装CPU厂商提供的内核补丁。这些补丁会大幅降低CPU 性能。Red Hat测试报告指出，这些补丁可能会导致CPU性能下降19%或者更多。这将极大影响CPU的性能。

存储卸载和SR-IOV、RDMA 及DPDK 等智能卸载都将绕过O/S内核，因此可以避免Spectre和Meltdown补丁带来的性能影响。这意味着使用智能I/O适配器的智能卸载功能不会受到补丁的影响，从而提高I/O性能。

智能I/O 适配器的端口虚拟化功能可以降低管理成本和复杂性

在虚拟服务器环境中，智能I/O 适配器的端口虚拟化功能可以降低管理成本和复杂性，同时优化服务器性能。

Cavium光纤通道HBA 部署了N-port ID Virtualization（NPIV），因此在系统管理程序中可以将一个光纤通道端口虚拟为多台光纤通道适配器进行使用。

CaviumFastLinQ 以太网适配器则使用网络分区（NPAR）来为以太网连接提供类似的功能，最多可以向主机O/S 提供8 条独立的连接，使得一个双端口适配器在操作系统中可以虚拟为16 个NIC，同时为每条虚拟连接设置专门的带宽和优先级，从而保证每条连接的服务质量。

端口虚拟化功能可以减少连接到服务器的电缆和连接数量：

1）连接存储时，可以用1条32Gb光纤通道连接来取代4条8Gb光纤通道连接。

2）连接以太网时，可以用1条10GbE连接来轻松取代8条1GbE连接，或者用1条25GbE连接取代2条10GbE连接，并留出20%的额外带宽。

Cavium提供了广泛的智能以太网和光纤通道适配器产品及解决方案，不仅支持本文中提到的应用特性，还可以满足服务器各种实际应用场景中的复杂要求。