什么是网卡?相比传统网卡,智能网卡(SmartNIC)有何特点?
探索智能网卡的未来:突破与创新
在科技日新月异的今天,智能网卡(SmartNIC)已经成为了数据中心和网络智能的重要组成部分。不同于传统网卡,SmartNIC以其独特的特性和设计,正在重塑网络通信的格局。它们不仅具备高性能的连接能力,还融合了FPGA、ASIC和网络处理器(NP)等技术,为各种应用场景带来了革命性的改变。
SmartNIC根据其功能分为on-path与off-path两类,其中,Mellanox的BlueField Off-path SmartNIC以其高性能和低延迟特性脱颖而出。微软的Catapult技术,通过FPGA在搜索加速和网络虚拟化中的应用,证明了低成本硬件在提升效率方面的巨大潜力。FPGA的编程挑战虽大,但通过简化,如使用C语言和OpenCL,可适应长期需求和大规模部署。
智能网卡的管理不再局限于Host上的CPU资源,如Nitro卡,通过将信任根置于控制器,实现了对安全的深度防护。Netronome、Cavium和华为1822等基于网络处理器的SmartNIC,利用专用的核心,如MIPS或ARM,进行高效的数据处理和匹配动作表流处理。这些NP提供了高效的连接状态管理和硬件调度,避免了软件调度的局限性,确保了负载均衡的公平性。
硬件状态存储与智能调度
- NP通过硬件状态管理和调度,每个连接状态都由硬件维护,通过QP编号进行高效查找和调度,确保了高吞吐量和低延迟。
- 硬件调度的优势在于更好地平衡多核负载,避免了软件调度可能导致的不公平性问题。
- 尽管硬件pipeline在处理大流量时具有优势,但处理极限也限制了核的充分利用。
- NP编程的挑战在于需要优化缓存和数据结构访问,以充分利用硬件优势。
- Mellanox BlueField则通过大核设计,如ARM核心,实现了off-path处理,与传统架构有所不同。
智能网卡如Mellanox BlueField的RDMA技术,虽然早期需要访问网卡后再主机内存,但BlueField 2的PCIe直接内存访问极大地降低了延迟。SmartNIC与NP的区别在于通用操作系统与微码编程的选择,其中NP的硬件调度效率更胜一筹。
NVIDIA的DPU融合了SmartNIC和NP的特性,提供了更灵活的编程性,而通过直接存储挂载,支持了存储虚拟化。选择智能网卡时,需要权衡ASIC和FPGA的大规模部署优势,NP和DPU的小规模灵活性,以及可编程交换机如P4的高级功能。
在交换机功能方面,智能网卡正在推进HPCC(高精度拥塞控制)、Confined AQM(主动队列管理)以及带宽分配控制等创新。AI应用,如GPU间的SHARP技术,通过优化数据传输,显著提升了训练性能。
未来,智能网卡与交换机将更加智能,如数据聚合、协调器功能,以及直接连接方式的使用,如NVLink,以解决延迟和带宽瓶颈。AI与云的融合要求网络设备不仅要处理特定数据,还要具备灵活的流量管理和智能控制。
总的来说,智能网卡和交换机的发展正在推动网络技术的边界,为大规模、高性能和可扩展性的应用提供了可能。选择合适的解决方案,需要综合考虑数据处理需求、延迟敏感性和成本效益。在AI模型训练的世界里,如Tensor Parallelism场景,NVSwitch无疑扮演着关键角色,而智能网卡的定制化设计和优化,将在未来的计算和通信中发挥决定性的作用。
(完)
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穆劳利百: 无线网卡其实跟普通的网卡只是传输介质上不同而已,无线网卡采用的是无线信号进行传输,而普通的网卡是有线连接传输信号.他可以宽带上网,不过其上网的速度取决于你使用的网络,如果你用无线路由器的话,就取决于你在网络运营商办理的带宽.
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穆劳利百: 无线网卡分接收WIFI信号的无线网卡和接收手机信号的无线上网卡两种,接收WIFI的无线网卡,也就是只要这片区域内有WIFI信号,并且知道WIFI的密码,就可以免费连接上网了,无线上网卡则是要插手机卡,只要手机卡有费用,到任何地方,只要有手机信号就可以上网了.