نویسنده: پتی کومرو، معاون و مدیر کل شرکت، گروه محصولات شبکه و اترنت لبه
تیامروز، اینتل به طور رسمی نسل چهارم پردازنده های مقیاس پذیر Intel® Xeon® را که قبلاً با نام Sapphire Rapids شناخته می شد، راه اندازی کرد. ممکن است اظهارات Google Cloud را در مورد همکاری خود با اینتل برای ارائه زیرساخت محاسباتی بهینه سازی شده برای بار کاری مشتری با سطوح جدیدی از قیمت-عملکرد و امنیت متوجه شده باشید. در اکتبر 2022، Google Cloud یک پیش‌نمایش خصوصی از سری جدید ماشین‌های C3 خود را به اشتراک گذاشت – اولین ماشین مجازی در ابر عمومی با پردازنده‌های مقیاس‌پذیر نسل چهارم Intel® Xeon® و واحد پردازش زیرساخت اینتل (Intel® IPU) E2000، قبلاً معروف به کوه ایوانز E2000 که توسط Intel و Google Cloud طراحی شده است، محاسبات با کارایی بالا و بارهای کاری فشرده داده را امکان پذیر می کند و اولین IPU در نوع خود به عنوان یک IPU مبتنی بر ASIC است.
با Intel® IPU E2000، دستگاه‌های C3 Google Cloud پردازش بسته‌های قابل برنامه‌ریزی را به‌طور ایمن با سرعت 200 گیگابیت بر ثانیه به IPU منتقل می‌کنند. این کار قدرت محاسباتی با کارایی بالا پردازنده‌های مقیاس‌پذیر Intel® Xeon® نسل چهارم را آزاد می‌کند و به پردازنده‌ها اجازه می‌دهد تا با حجم کاری مشتری مقابله کنند. از طریق این رویکرد منحصربه‌فرد در معماری، ماشین‌های C3 Google Cloud نسبت به سری قبلی ماشین‌های C2 خود تا 20 درصد افزایش عملکرد دارند.[1] معرفی Intel® IPU E2000 در دستگاه‌های C3 Google Cloud نقطه عطف مهمی در انتقال به مرکز داده آینده است، جایی که IPUها به یک نقطه کنترل برای ایجاد امنیت قوی‌تر و عملکرد شبکه و ذخیره‌سازی قوی‌تر تبدیل می‌شوند.
IPU ها یک نقطه کنترل استراتژیک برای توسعه مرکز داده و معماری لبه هستند
IPUهای اینتل ابزارهای همه کاره و قدرتمندی برای مدیریت زیرساخت از مرکز داده تا لبه هستند. قابلیت‌های IPUهای اینتل مزایای قانع‌کننده‌ای را برای انتقال بار زیرساخت‌ها به خارج از CPU و IPU ارائه می‌دهد. آنها ارزش فوق العاده ای را از طریق افزایش امنیت، مهاجرت وظایف، شتاب عملکرد و سرعت ویژگی مورد نیاز برای مرکز داده در حال تکامل شما ارائه می کنند.
ارزش IPU ها برای مرکز داده
- افزایش امنیت زیرساخت – افزایش امنیت با جداسازی مستاجر و برنامه ها از زیرساخت به دست می آید.
- انتقال وظایف زیرساخت – انتقال زیرساخت به هسته‌های IPU بار محاسباتی میزبان را کاهش می‌دهد و CPU را برای تحمل بارهای کاری اضافی آزاد می‌کند. هزینه کل مالکیت سیستم کمتر با کاهش تعداد سرورهای مورد نیاز و جایگزینی IPU برای جایگزینی نیاز به آداپتورهای شبکه اختصاصی حاصل می شود.
- عملکرد تسریع‌شده – IPUهای اینتل از شتاب‌دهنده‌های تخصصی استفاده می‌کنند که CPU را قادر می‌سازد تا چرخه‌ها را با فشار دادن این کار روی IPU کارآمدتر آزاد کند. اجرای بارهای کاری بر روی IPU مصرف برق سیستم را کاهش می دهد که منجر به کاهش هزینه های عملیاتی و افزایش پایداری می شود.
- سرعت ویژگی – IPUهای اینتل سفارشی‌سازی را از طریق نرم‌افزار با استفاده از سخت‌افزار بسیار قابل تنظیم مانند توانایی تخلیه پیکربندی و مدیریت ذخیره‌سازی به IPU تسهیل می‌کنند و امکان ذخیره‌سازی تفکیک‌شده را فراهم می‌کنند.
ادغام آموخته های نسل های قبلی
بیش از شش سال است که اینتل در تجارت IPU با ارائه دهندگان خدمات ابری کلیدی (CSP) برای توسعه محصولات پیشرو در بازار همکاری می کند. با محصولات مبتنی بر FPGA ما، مشاهده کردیم که CSP های مقیاس بزرگ به ارزش IPU ها در مراحل مختلف پی بردند. آنها با تسریع شبکه شروع کردند، سپس به سمت تسریع ذخیره سازی، سپس تسریع امنیت و در نهایت به پردازش زیرساخت حرکت کردند.
با این مشاهدات و ادغام آموخته های حاصل از توسعه محصولات مبتنی بر FPGA ما، یک برنامه توسعه مشترک را با Google Cloud آغاز کردیم تا راه حل IPU را سخت تر کنیم. چند سال گذشته این همکاری با راه‌اندازی Intel® IPU E2000 که اکنون بخشی از سری ماشین‌های C3 Google Cloud است، به اوج خود رسید. فرصت توسعه مشترک E2000 با Google Cloud یکی از عمیق ترین همکاری های ما است. داشتن توانایی شنیدن نیازها و استفاده از موارد به طور مستقیم از Google Cloud و سپس پاسخ دادن با ساختن آنها در محصول، یک مزیت بزرگ بوده است.
به عنوان مثال، E2000 با یک موتور پردازش بسته قابل برنامه ریزی رهبری طراحی شده است تا از موارد استفاده متعدد موجود مانند vSwitch offload، فایروال ها و مسیریابی مجازی پشتیبانی کند. E2000 همچنین دارای یک موتور شبیه‌سازی NVMe مشتق شده از Intel® Optane است که موارد استفاده مانند ذخیره‌سازی تلفیقی را قادر می‌سازد تا هم صرفه‌جویی در هزینه و هم انعطاف‌پذیری مکان/اندازه را برای راه‌حل ذخیره‌سازی مرکز داده فراهم کند. علاوه بر این، کریپتو و موتورهای فشرده‌سازی پیشرفته E2000 را قادر می‌سازد تا بارهای زیرساختی مانند الگوریتم فشرده‌سازی ZStandard را تسریع بخشد. در نهایت، E2000 با طرز فکر «نرم‌افزار و توسعه‌دهنده اول» طراحی شده است که از کیت‌های توسعه نرم‌افزار معروف (SDKs) مانند کیت توسعه داده‌ها (DPDK) و کیت توسعه عملکرد ذخیره‌سازی (SPDK) و همچنین زیرساخت جدید پشتیبانی می‌کند. کیت برنامه نویس برنامه نویس (IPDK)، برای سهولت برنامه نویسی با راه حل های منبع باز.
تمرکز بر نرم افزار و توسعه دهندگان از طریق راه حل های منبع باز
راه‌حل‌های نرم‌افزار متن‌باز به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهند تا از سخت‌افزار بسیار قابل تنظیم و هسته‌های جدا شده E2000 بهره‌مند شوند. این راه‌حل‌ها همچنین در تغییر سریع نیازمندی‌های شبکه مراکز داده با ادامه تکامل آنها در آینده نقش دارند. با تغییر تمرکز بر روی نرم افزار و توسعه دهندگان، اینتل در خط مقدم تحول زیرساخت قابل برنامه ریزی قرار دارد.
اینتل به عنوان یکی از اعضای موسس پروژه زیرساخت قابل برنامه‌ریزی باز (OPI) بنیاد لینوکس، برای پیشبرد اکوسیستم‌های مشارکتی و رقابتی، به نرم‌افزار باز کردن ارزش می‌دهد و متعهد است. این پروژه شرکت‌های سخت‌افزار و نرم‌افزار را گرد هم می‌آورد تا یک اکوسیستم باز مبتنی بر استانداردها و جامعه محور را برای نسل بعدی معماری‌ها و چارچوب‌های مبتنی بر فناوری‌های IPU و DPU ایجاد کنند. از طریق ساده‌سازی رابط‌های برنامه‌نویسی برنامه‌های کاربردی شبکه، ذخیره‌سازی و امنیتی (API) در برنامه‌ها، OPI پذیرش و استفاده سریع از IPU و DPU را در ابر و مرکز داده را امکان‌پذیر می‌سازد.
اینتل به طور کامل از توسعه IPDK به عنوان پروژه فرعی OPI پشتیبانی می کند. پیشرفت این ابزارها با بنیاد لینوکس نیاز به زیرساخت های قابل برنامه ریزی را در صنایع ابر، مراکز داده، ارتباطات و سازمانی برآورده می کند و به توسعه دهندگان اجازه می دهد تا با سرعتی سریع، پیشرفت های فناوری را نوآوری کرده و پیشرفت کنند.
در مقایسه با نرم‌افزارهای بسته و اختصاصی که توسعه‌دهندگان را در سخت‌افزارهای خاص فروشنده قفل می‌کند، پلتفرم‌های قابل برنامه‌ریزی باز، مانند IPDK، به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهند تا برنامه‌های کاربردی ناشناس فروشنده را برای IPU و DPU بسازند. اگر زمان حرکت به سمت سخت افزار نسل بعدی فرا برسد، توسعه دهندگان می توانند به راحتی برنامه های خود را بدون نیاز به بازنویسی برنامه های خود به سخت افزار جدید منتقل کنند. برنامه‌نویسی منبع باز اساس معماری و چارچوب‌های پشته‌های نرم‌افزار IPU و DPU را ایجاد می‌کند که می‌تواند در ارائه‌های سخت‌افزاری هر فروشنده‌ای اعمال شود.
همکاری‌های آینده، نوآوری‌های آینده را هدایت می‌کنند
این زمان هیجان انگیزی است زیرا IPU ها در حال تغییر نگاه ما به نحوه طراحی، ساخت و مدیریت مراکز داده هستند. اینتل از طریق IPUهایی مانند E2000 به مشتریان این فرصت را می دهد تا امنیت، انعطاف پذیری و عملکرد را در مرکز داده خود بهینه کنند. Intel® IPU E2000 نشان دهنده دستاوردهایی است که از همکاری عمیق با مشتریان ما حاصل می شود و ما مشتاقانه منتظر همکاری های آینده با مشتریان خود برای نوآوری های آینده هستیم.
