除去負責芯片蝕刻工藝開發(fā)的人與實施蝕刻工藝的代工廠,，英特爾還將面對的最困難問題是什么?
是英特爾正在運營的分散的網(wǎng)絡業(yè)務,，一個競爭愈演愈烈的市場,。因為老牌與新貴公司在網(wǎng)絡接口卡,，交換,，硅光子學和其他領域都與英特爾展開激烈競爭,。
Hong Hou是英特爾連接部門的新任總經(jīng)理,，該部門是數(shù)據(jù)中心部門的子部分之一,，在過去的十二個月中,，DCG部門的收入達到277.1億美元，占公司收入的三分之一以上,，在利潤方面更是貢獻了公司的一半以上的整體利潤,。
我們不知道這個數(shù)據(jù)中心集團業(yè)務中究竟有多少種形式的聯(lián)網(wǎng)，但是我們懷疑它在一定程度上反映了整個行業(yè),，然后偏向于右側(cè),，向計算轉(zhuǎn)移,，遠離聯(lián)網(wǎng)和存儲,。很難猜測網(wǎng)絡業(yè)務的總收入是多少，因為我們沒有足夠的數(shù)據(jù),，而這取決于您如何削減數(shù)據(jù),。Intel的網(wǎng)絡接口卡業(yè)務可與Nvidia的Mellanox部門相媲美，而交換機業(yè)務如果將Barefoot和Omni-Path包括在內(nèi),，則可能與Mellanox相當,。硅光子學尚未帶來很多收入，但用于網(wǎng)絡電纜的收發(fā)器可能會帶來很多收入,。
沒有簡單的方法可以量化在Xeon iron上運行多少軟件定義的網(wǎng)絡軟件,，從技術上講，這應該算作Connectivity Group的收入,，或者由其Data Plane Development Kit和其他系統(tǒng)軟件支持多少網(wǎng)絡,，或其(以前是Altera)FPGA的銷售量中有多少用于網(wǎng)絡用例。但是英特爾正在嘗試基于各種SDK，操作系統(tǒng)和抽象層以及運行在其各種網(wǎng)絡硬件上的控制平面來構建網(wǎng)絡軟件堆棧,。
可以這么說,，盡管面臨挑戰(zhàn)，且英特爾并不是互連網(wǎng)的領導者,，但它還是互連領域的一個重要參與者,。無論如何，就創(chuàng)新的步伐和創(chuàng)新成本而言,，這種優(yōu)勢通常無法很好地為市場服務,。因此，這也不是理想的狀態(tài),。但是,，毫無疑問的是，我們必須讓Intel參與網(wǎng)絡業(yè)務,，并把對數(shù)據(jù)中心的了解帶給我,。
Hou擔任一個正在經(jīng)歷巨大變化的連通性小組。英特爾在2011年和2012年打造了一個HPC類型網(wǎng)絡的軍火庫,，當中包括QLogic的InfiniBand的業(yè)務和Cray“Gemini” XT和“Aries” XC互連,，其謀求合并成一個超級互聯(lián)稱為Omni-Path，但它剛剛剝離出來成立了Cornelis Networks,，初始團隊包括了一些以前的Intel和QLogic員工,。
與許多使用惠普公司的Cray 200 Gb /秒Slingshot HPC和其余使用200 Gb / sec HDR Quantum InfiniBand的公司一樣，英特爾讓Omni-Path進入歷史記錄也就不足為奇了,。更令人驚訝的是,，Cornelis Networks希望采用InfiniBand和Aries互連的思想，并朝著自己的方向發(fā)展,。
2019年6月,，該公司收購了Barefoot Networks以購買其可編程以太網(wǎng)交換機ASIC，并獲得了對交換機的P4編程語言的更多控制權,，從而使其與英特爾內(nèi)部的Omni-Path緊密相連,。英特爾對用于超大規(guī)模生產(chǎn)者和云構建者的可編程以太網(wǎng)交換和SmartNIC(越來越多地稱為DPU)更感興趣，隨著技術的飛速發(fā)展,，最終將被其他服務提供商和大型企業(yè)模仿,。
無論如何，這就是主他們的想法,。
現(xiàn)實是這樣：公司將大量使用計算,，我們通常指的是CPU，但越來越多的GPU和少量的FPGA已經(jīng)被采用,，而不是內(nèi)存或網(wǎng)絡,，因為他們對前者更了解,。這是另一個不能討價還價的事實：數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡中傳送的數(shù)據(jù)量以每年25%的速度增長。但是預算不能以這種速度增長,，而且由于對原始CPU計算的偏見投資(與構建平衡的系統(tǒng)以更充分地利用可用的計算能力相反),，網(wǎng)絡通常不超過分布式成本的10%系統(tǒng)，當它的確上升到15%左右時,，就會有很多哭泣和咬牙切齒的感覺,。
面對所有這些壓力，英特爾必須創(chuàng)新并幫助改善網(wǎng)絡,。Hou說,，集成將成為這些關鍵之一。
“對于英特爾,，我們希望在一個靈活的網(wǎng)絡中提供智能和可編程性,，以應對新興工作負載的復雜性，”Hou告訴The Next Platform,?！拔覀兊脑妇笆莾?yōu)化所有這些技術資產(chǎn)，以便為我們的客戶提供支持的解決方案,，我們不僅僅是一袋零件的供應商,。在未來，以太網(wǎng)將從端點連接發(fā)展而來,，而SmartNIC也將扮演重要角色,，它們將承擔一些關鍵工作負載并加速某些工作負載并為網(wǎng)絡提供更強的性嗯那個。該SmartNIC將與CPU,，GPU,，F(xiàn)PGA集成在一起進行計算，并且可能還會有存儲設備,。我們看到了明顯的趨勢,，我們正在共同努力發(fā)展。
稍后,，我們將討論基于FPGA的新產(chǎn)品版本,。早在3月,，我們宣布了將光學元件與開關一起封裝,，并且收到的好評。下一步將使用光學I / O技術提供更多的帶寬密度,。die到die的電氣互連可能會走向極限,，并且可能無法提供所需數(shù)據(jù)量的連接性。因此,，我們需要光學I / O來支持數(shù)據(jù)流通,?！?/p>
在某種程度上，硬件是最簡單的部分,。盡管互連行業(yè)近年來有所發(fā)展,。回到十年前,，當時出現(xiàn)了一些信號障礙,，導致創(chuàng)新速度顯著下降，而現(xiàn)在,，我們可以預期每18至24個月就會出現(xiàn)交換ASIC和匹配的網(wǎng)絡接口ASIC的節(jié)奏,。Hong說，但是,，數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的網(wǎng)絡運營商希望創(chuàng)新的速度更快,，并且他們希望在軟件和硬件方面進行創(chuàng)新，因為他們已經(jīng)能夠在數(shù)據(jù)中心堆棧的計算部分中進行數(shù)十年了,。因此,，可編程性(以及P4)與您可以將多少個晶體管塞入開關或網(wǎng)絡接口ASIC以及對其進行處理一樣重要。
當談到“ Tofino”系列的Barefoot 開關ASIC時,，Hou表示,，客戶希望Intel能保持兩年更新芯片的節(jié)奏。6.4 Tb / sec 的Tofino 1芯片于2016年6月Barefoot退出隱形市場時開始送樣,，隨著2018年即將結束,，他們推出了12.8 Tb / sec 的Tofino 2芯片，該設計采用小芯片設計打破了數(shù)據(jù)包中的SerDes處理引擎,，并使用25 Gb /秒的本機信令和PAM-4編碼來使每通道有效50 Gb /秒,。最終的交換機可以以400 Gb /秒的速度驅(qū)動32個端口，或者降低速度并按比例增加端口數(shù),。
兩年的節(jié)奏可能會有所延遲,，這是由于英特爾的收購以及尚未做出的決定，即以25.6 Tb / sec的Tofino 3代(即32個端口)與Tofino ASIC進行光學封裝的共同決定,。速度為800 Gb /秒)或51.2 Tb /秒的Tofino 4代(32個端口,，驚人的1.6 Tb /秒)。要達到這些速度,，將需要112 Gb /秒的本地原始信號傳輸,，再加上更密集的PAM編碼或更多的端口通道，我們將很快看到結果,，Hou也很有信心,。他表示，英特爾可以在將來的某個時候?qū)?02.4 Tb / sec的Tofino 5投入生產(chǎn),。如果執(zhí)行兩年鞥新的節(jié)奏,，則Tofino 2現(xiàn)在將在2021年開始提供樣品,，Tofino 3將在2022年開始提供2023年產(chǎn)品，Tofino 4將在2024年開始提供2025年產(chǎn)品,，Tofino 5將在2025年提供產(chǎn)品,。2026年有2027年的產(chǎn)品?；镉媯?，請發(fā)揮您的思維能力。
同時,，除了新聞稿外,，Hou在我們聊天時都沒有提到，“他們是否將開源Tofino架構,，以確?？删幊谭纸M處理器與CPU一樣開放?！?/p>
首先,，開源是什么?交換機ASIC中的指令集的實際芯片設計是什么?其次，“像CPU一樣開放?” 英特爾的處理器都不是開放源代碼,，也不是AMD的處理器,，基于Arm的技術只是可授權和可適應的。IBM也基于其用于網(wǎng)絡處理器和BlueGene / Q超級計算機的PowerPC-A2架構開源了Power ISA和兩個Power內(nèi)核A2I和A2O,。Sun Microsystems很早以前就開源了“ Niagara” T1多線程CPU,。我們將嘗試弄清楚英特爾在說什么。
所有這些都以一種繞行的方式將我們帶到SmartNIC或DPU,，無論您想稱呼它們?nèi)绾?。讓我們先講一下哲學。如果您實際上是在蝕刻一種新型的芯片,，而該芯片實際上以與交換機或路由器ASIC或CPU或GPU不同的方式進行數(shù)據(jù)處理和處理,，則DPU才是一個好名詞。(FPGA可以假裝為任何東西,，因此您不能真正排除或包含該設備,。)
Fungible似乎正在創(chuàng)建一個真正的DPU，而Pensando似乎在做同樣的事情,。英特爾和Nvidia等公司正在創(chuàng)建將各種要素結合在一起的SmartNIC,。對于Nvidia，它將Arm CPU與ConnectX網(wǎng)絡接口芯片和Ampere GPU相結合,。對于Intel而言,，Hou向我們提供了預覽版的最新SmartNIC，將CPU和FPGA結合在一起,，并且在一種情況下,，除非是拼寫錯誤，否則可以將Tofino交換ASIC以及Intel 800系列網(wǎng)絡接口芯片集成到復合計算中,。復雜的人可以在最廣泛的意義上稱呼DPU,。這是我們認為行業(yè)會做的，因為DPU聽起來比SmartNIC更智能,，更酷,，更有價值。
這些新的FPGA通常針對云和通信服務提供商,，我們在The Next Platform中將其分為三個部分：hyperscalers,，云構建者以及其他電信和服務提供商，它們雖然規(guī)模不大,，但是也不像制造,，分銷等傳統(tǒng)企業(yè)。
有趣的是,，新的Intel SmartNIC實際上不是由Intel制造的,，而是由Inventec和Silicom制造的，前者對于hyperscalers和云構建者來說是日益重要的ODM,，而后者則是過去二十年來的網(wǎng)絡接口供應商,。這些器件與純FPGA加速卡(稱為可編程加速卡)一起在節(jié)奏上，我們在2017年10月首次在Arria 10 FPGA上首次亮相以及2018年9月用Stratix 10 FPGA對其進行更新時就談到了這些器件,。這是英特爾認為的FPGA加速連續(xù)體：
用于云的SmartNIC C5020X類似于為Facebook制造的產(chǎn)品,，每當您看到Xeon D時，都應該考慮Facebook,，因為該芯片基本上是為社交網(wǎng)絡設計并保持有效的,，因此應將其稱為Xeon F真的。話雖如此,，微軟也對這種特別的SmartNIC表示了祝福,，因此也許他們倆都將使用它。
塊供其使用,，并具有兩個50 Gb /秒的以太網(wǎng)端口,，并且FPGA和服務器通過PCI-Express 3.0的8條通道相互鏈接，這主要是因為Xeon D不支持PCI-Express 4.0,。
Xeon D僅具有一個內(nèi)存通道,，而英業(yè)達則將16 GB存入其中。Xeon D的主板上焊接有一個32 GB的SSD閃存塊,。最后,，整個復合系統(tǒng)使用8通道的PCI-Express 4.0鏈接到服務器，當前Intel處理器不支持,，但Ice Lake可以支持即將在短期內(nèi)交付,，并于明年年初全面推出,。
具有諷刺意味的是，該卡現(xiàn)在可以插入使用IBM的“ Nimbus” Power9或AMD的“ Rome Epyc 7002處理器”的計算機中,。
有人指出,，Silicom SmartNIC N5010上面裝有Tofino的Switch ASIC，它在頂部的概覽圖中顯示,，但在我們看到的示意圖中肯定沒有,。但是，如果人們放棄Open vSwitch軟交換機,，而在將來的SmartNIC或DPU中放棄實際的ASIC的實際小型實現(xiàn),，從而擺脫軟件的緩慢速度，確實會非常有趣,。只要baby Switch是可編程的,，意味著可以在硬件上放置新協(xié)議-這是硬件和軟件之間的良好區(qū)分，并且與FPGA相比,，它更傾向于軟件,。
框圖顯示，這兩個由Intel ASIC驅(qū)動的以太網(wǎng)E810 NIC端口是可選的,，每個端口以100 Gb / sec的速度運行,，并且與Stratix 10 FPGA的PCI-Express 4.0通道無關。FPGA還驅(qū)動四個自己的100 Gb / sec端口,，顯然所有這些端口都將是相當大的I / O負載,。該卡使用具有16條通道的雙倍寬度但僅一個插槽的PCI-Express 4.0插槽連接回主機系統(tǒng)。
還有另一個PCI-Express 4.0 x16連接器,，也許在這里連接了一個Switch ASIC,，但這似乎不太可能。FPGA具有一個x16端口,，可連接到144 MB的QDR SRAM存儲器,，32 GB的DDR4存儲器和8 GB的HBM2堆疊存儲器。那是很多內(nèi)存,，不包括FPGA模塊固有的內(nèi)存,。
沒有關于這兩個SmartNIC的價格或總體可用性的消息。