Nvidia разширява обхвата на решенията си с архитектурата BlueField

от Александър Главчев

17 ноември 2020 17:56

Nvidia разширява обхвата на решенията извън изкуствения интелект и игрите, целейки да достигне цялата изчислителна екосистема с акцент върху мобилността и облачните центрове за данни от следващо поколение. Амбицията очевидно има общо с предстоящото придобиване на ARM Technology. Наскоро пък главният изпълнителен директор Дженсън Хуанг обеща да позиционира компанията като доставчик на "пълен изчислителен пакет". По време на онлайн конференцията Nvidia GPU Technology Conference, Хуанг, наред с други нови продукти, обяви пускането на модул за обработка на данни (DPU) с нова архитектура - BlueField.

Технологията стъпва върху две стратегически придобивания за Nvidia - ARM и Mellanox. Новата хардуерна архитектура се основава на процесорната архитектура на първата. Тя също така използва и високоскоростната технология за свързване, предоставена от втората от посочените компании.

Архитектурата DPU е високоефективна многоядрена система на чип (SoC), която предвестява развитието на компанията извън рамките на компютърната графика. DPU е базирана на BlueField и включва програмируеми технологии за обработка на данни, които ускоряват широк спектър от ИИ приложения, мрежи, ускорители системи за виртуализация, сигурност и съхранение на данни, както и други корпоративни приложения.

Бидейки основа на сървърни мрежови контролери, DPU устройствата свалят тежестта от централните процесори, като анализират, обработват и прехвърлят големи количества данни с възможно най-бърза скорост. Освен ускоряване чрез разтоварване на процесора, DPU укрепва защитата на центъра за данни, тъй като вградените ARM ядра осигуряват допълнителен слой на изолация между услугите за сигурност и приложенията, изпълнявани от централния процесор.

На събитието бяха представени няколко продукта:

- Nvidia BlueField-2. През 2021 г. архитектурата, която поддържа всички възможности на Nvidia Mellanox ConnectX-6 Dx SmartNIC, ще бъде интегрирана в новите сървърни системи на партньорите на компанията. Тя включва програмируеми ядра ARM, осигурява скорости на трансфер на данни от 200 Gbps и разтоварва друго оборудване с цел ускоряване на ключови задачи в центъра за данни. Ускорява се работата подсистемите за сигурност, мрежите и системите за съхранение на данни, включително чрез изолация, управление на ключове, RDMA / RDMA over Converged Ethernet, GPUDirect, еластичено блоково съхранение и компресия на данни. Налице е и контролер за управление на високопроизводителна вътрешна енергонезависима памет, масиви за съхранение на данни (базирани на флаш памети) и хиперконвергентни системи. Според компанията един чип BlueField-2 е способен да разтовари 125 процесорни ядра в центъра за данни, освобождавайки ги за обработка на други корпоративни приложения.

- Nvidia BlueField-2X. Този чип все още е в процес на разработка и трябва да се появи през 2021 година. Към BlueField-2 е добавена графичната архитектура на Nvidia Ampere, позволяваща обработка чрез CUDA и ИИ. Според компанията BlueField-2 и технологията Nvidia Tensor Cores от трето поколение за анализиране на сигурността в реално време. Чипът е способен да открива необичаен трафик, показващ кражба на поверителни данни. Той също така поддържа криптиран трафик с максимална скорост и анализ на собствения си трафик за откриване на злонамерена дейност, автоматично задействане на защитни функции и изпращане на автоматични отговори.

Nvidia обяви и пускането на следващото поколение DPU BlueField-3 и BlueField-3X през 2022-ра, както и BlueField-4X през 2023 г. В последното поколение са интегрирани GPU и ARM ядра на ниво микросхеми. Компанията обещава, че по отношение на производителността DPU BlueField-4 ще надмине тази на BlueField-2X над 1000 пъти, а BlueField-3X - 600 пъти.

Екосистема, базирана на DPU

Развивайки DPU архитектурата, за поддръжка на нови корпоративни приложения, Nvidia се ангажира да интегрира изцяло ускорителите BlueField / DOCA в партньорската екосистема на ARM.

Обявявайки тази стратегия по време на конференцията компанията допълни, че съдейства на партньорите на ARM, за да им предложи платформи, които включват графични процесори, мрежи с активиран DPU и технологии за съхранение за съхранение на данни и сигурност. Партньорите са поканени да създават решения за високопроизводителни среди, облаци, периферни изчисления и др. В допълнение, ИИ и RTX технологиите се пренасят към платформата ARM, за да достигнат до по-широк обхват от x86 платформите, на които традиционно се използват продукти на Nvidia.

Партньорите играят критична роля при изпълнението на плановете на Nvidia за реализиране на поддръжка на по-широк кръг корпоративни приложения и при извеждането на новото семейство продукти на на нови пазари, отвъд приложенията за изкуствен интелект. Неделима част от стратегията е DOCA - нова SoC (система на чип) архитектура, предназначена за изграждане на инфраструктура за центрове за данни и инструменти за пакети на софтуер (SDK).

Редица водещи доставчици на софтуерни решения, като VMware, Red Hat, Canonical и Check Point Software Technologies, обявиха плановете си да интегрират своите продукти с новата архитектура DSP / DOCA през следващата година. В допълнение Nvidia заяви, че редица водещи производители на сървъри, включително Asus, Atos, Dell Technologies, Fujitsu, Gigabyte, H3C, Inspur, Lenovo, Quanta / QCT и Supermicro, планират да интегрират DPU в своите продукти.

Намаляване на зависимостта от графични продукти Екипът на Nvidia не губи време, a активно включва решенията си системата DPU за разтоварване на централните процесори. В тази връзка Дженсън Хуанг обяви, че сървърната платформа Nvidia EGX AI, разполагане на периферията мрежите, се развива и предвижда обединяване на графичните процесори Ampere с BlueField-2 на една PCIe карта.

Въпреки че няма конкретна връзка между BlueField и Nvidia Jetson (еднокристална система, базирана на ARM и предназначена за роботи),е логично да се предположи, че DOCA ще се развива в посока поддръжка на приложения, които са обещаващ източник на растеж за основните платформи на Nvidia. Вероятно компанията ще използва новия си хардуер и SDK за ускоряване на платформата Omniverse за съвместно разработване на 3D съдържание, платформата Jarvis за разговорен ИИ и новата видеоконферентна платформа Maxine.