北京2021年5月24日 /美通社/ -- 多年來，X86通用處理器的發(fā)展一直是推動(dòng)數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力量，然而隨著基于大數(shù)據(jù)、人工智能應(yīng)用的廣泛普及，使各行各業(yè)對(duì)計(jì)算力的需求呈現(xiàn)爆炸性增長的趨勢，再加上摩爾定律的放緩與登納德縮放比例定律的失效，意味著X86通用處理器性能的增量增長更難實(shí)現(xiàn)，成本也變得更高。
由此看來，由CPU來處理所有工作的傳統(tǒng)架構(gòu)，已經(jīng)無法滿足高算力、低功耗、低延時(shí)的處理需求；新的數(shù)據(jù)集和編程模型需要使用高度并行的專用工作負(fù)載加速器，作為X86通用處理器的補(bǔ)充與協(xié)同工作。
此外，國際權(quán)威分析機(jī)構(gòu)Gartner在《Forecast Analysis: Data Center Workload Accelerators, Worldwide》分析中也指出：日益復(fù)雜的數(shù)據(jù)集需求加速了數(shù)據(jù)中心服務(wù)器中需要配備專用工作負(fù)載加速器芯片以補(bǔ)充通用服務(wù)器處理器的進(jìn)展，預(yù)計(jì)到2023年該市場規(guī)模將超過43.8億美元，復(fù)合年增長率超過33%。
基于此浪潮云海在不久前落幕的IPF2021上推出了SmartFlow新一代云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)軟硬一體化產(chǎn)品解決方案。
將專用算力的負(fù)載，例如將網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)等I/O密集負(fù)載卸載到智能加速卡處理，為虛擬機(jī)、容器、裸金屬等計(jì)算資源加速；通過將分布式SDN系統(tǒng)構(gòu)建在智能加速卡之上，為用戶提供靈活可編程、高性能且成本更有優(yōu)勢的網(wǎng)絡(luò)解決方案。
為云而生 全分布式加速內(nèi)核直擊痛點(diǎn)問題
總體來說SmartFlow智能云加速引擎實(shí)現(xiàn)了硬件加速的分布式SDN系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)SDN方案架構(gòu)僵硬、可編程能力弱、廠商鎖定和成本高昂等一系列問題。
「優(yōu)質(zhì)的全分布式網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)能力」具體來說主要采用SmartFlow構(gòu)建分布式網(wǎng)絡(luò)、分布式路由器、分布式網(wǎng)關(guān)等功能，其中網(wǎng)絡(luò)資源可以被直接分配到本地，網(wǎng)絡(luò)流量也可直接在本地完成轉(zhuǎn)發(fā)，大大減小網(wǎng)絡(luò)時(shí)延且不存在集中瓶頸點(diǎn)，同時(shí)結(jié)合強(qiáng)大的流量重定向功能極大提高了虛擬機(jī)、容器、裸金屬等設(shè)備二、三層網(wǎng)絡(luò)流量轉(zhuǎn)發(fā)的靈活性。此外，SmartFlow還能對(duì)虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)BFD檢測，從而對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源智能感知、實(shí)時(shí)調(diào)度及分配，極大提升整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可靠性。
「面向用戶價(jià)值的網(wǎng)絡(luò)資源抽象能力」SmartFlow將智能加速卡抽象成分布式的網(wǎng)絡(luò)資源，供虛擬機(jī)、容器、裸金屬使用，實(shí)現(xiàn)了用戶業(yè)務(wù)與物理設(shè)備解耦；并結(jié)合功能豐富的SmartFlow控制器將繁雜的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置轉(zhuǎn)化為邏輯網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，提升虛擬網(wǎng)絡(luò)的靈活性和易用性。
「為極致安全而生的多粒度管控能力」SmartFlow構(gòu)建的分布式防火墻、安全組等功能，為虛擬機(jī)、容器、裸金屬等提供從端口到整個(gè)分布式網(wǎng)絡(luò)多種顆粒度的安全管控能力。談及原理，主要得益于分布式架構(gòu)及異構(gòu)算力加持，在不同的網(wǎng)絡(luò)場景中能夠根據(jù)控制粒度大小，智能選擇管控策略并對(duì)性能幾乎無影響，堪稱強(qiáng)大。
兼容異構(gòu) 智能加速引擎帶來更多性能升級(jí)
浪潮云海技術(shù)團(tuán)隊(duì)表示，SmartFlow采用了全分布式架構(gòu)可以做到讓異構(gòu)算力存在于智算中心的每個(gè)物理節(jié)點(diǎn)中，配合智能調(diào)度內(nèi)核讓云網(wǎng)絡(luò)與云存儲(chǔ)可以獲得充沛的本地異構(gòu)算力支持，達(dá)成資源本地申請(qǐng)即可本地獲取，無需過多跨節(jié)點(diǎn)調(diào)度，極大優(yōu)化了智算中心資源使用以及調(diào)度流程。
其過程主要通過SmartFlow加速卡和SmartFlow智能內(nèi)核引入異構(gòu)算力打破“CPU調(diào)度瓶頸”，同時(shí)為虛擬機(jī)、容器與裸金屬提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)加速解決方案，靈活多變的加速模式以及開放的網(wǎng)絡(luò)接入能力讓云網(wǎng)絡(luò)、云存儲(chǔ)不再單純依賴CPU算力。
此外該引擎還通過SmartFlow加速卡將網(wǎng)絡(luò)流量從Open vSwitch卸載到SmartFlow加速網(wǎng)卡，推進(jìn)對(duì)CPU算力極大需求的數(shù)據(jù)包進(jìn)行封裝、解封裝、校驗(yàn)、加解密等操作并下沉到SmartFlow加速網(wǎng)卡。
在加速卡上直接完成上述操作后，再通過SmartFlow智能內(nèi)核完成數(shù)據(jù)路徑重構(gòu)、數(shù)據(jù)包重組等，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)報(bào)文端到端直接傳送。另外在數(shù)據(jù)傳輸方面，使用了RDMA技術(shù)降低數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)并提高存儲(chǔ)性能，使智算中心云網(wǎng)絡(luò)性能獲得了8倍提升，云存儲(chǔ)性能也提升了3倍以上。
靈活可控 網(wǎng)元編排融合充分釋放算力價(jià)值
SmartFlow智能云加速引擎除了為智算中心提供豐富的SDN特性同時(shí)，還可以做到在二層網(wǎng)絡(luò)和三層網(wǎng)絡(luò)下實(shí)現(xiàn)高性能云主機(jī)流量引流，轉(zhuǎn)發(fā)路徑靈活、可控且支持的實(shí)時(shí)更新。
“通過此功能，云主機(jī)可以輕松實(shí)現(xiàn)與業(yè)界豐富的NFV網(wǎng)元應(yīng)用的對(duì)接、部署及資源調(diào)度。與此同時(shí)憑借SmartFlow細(xì)粒度流控制能力，還能實(shí)現(xiàn)多個(gè)NFV網(wǎng)元設(shè)備靈活堆疊，將流量分散到多個(gè)網(wǎng)元進(jìn)行處理，從而打破性能瓶頸，消除單點(diǎn)故障提升系統(tǒng)可用性。”研發(fā)團(tuán)隊(duì)表示。所以SmartFlow的上述特性決定了其天然具備極強(qiáng)的擴(kuò)展性，通過智能引流與各大廠商的NFV網(wǎng)元對(duì)接，提供了更多全面、強(qiáng)大、靈活的網(wǎng)絡(luò)功能。
具體來說在流量調(diào)度方面，可借助快速調(diào)整路由和轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則的能力實(shí)現(xiàn)多個(gè)安全設(shè)備按需防護(hù)的服務(wù)鏈，進(jìn)行流量的收集分析以及針對(duì)異常流量的清洗。
在安全策略方面，可以對(duì)接網(wǎng)元豐富的安全運(yùn)營能力，如IPS、防火墻、WAF、VPN等，通過SDN和NFV深度融合，極大程度豐富了智算中心的網(wǎng)絡(luò)高級(jí)功能，為生態(tài)繁榮奠定強(qiáng)大基礎(chǔ)保障。
在存儲(chǔ)方面，將存儲(chǔ)資源池化給裸金屬使用，實(shí)現(xiàn)裸金屬兼具物理機(jī)高性能和虛擬機(jī)靈活性，解決傳統(tǒng)裸金屬部署流程冗長，故障恢復(fù)時(shí)間慢，存儲(chǔ)資源缺乏彈性的問題。目前SmartFlow已經(jīng)落地深圳某大學(xué)，為用戶成功構(gòu)建了25G/100G高帶寬、低延時(shí)的分布式網(wǎng)絡(luò)。
有報(bào)告顯示到2023年，部署在數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器中超過15%將配備工作負(fù)載加速器，遠(yuǎn)高于2018年的1%，浪潮云海緊密結(jié)合前沿技術(shù)發(fā)展趨勢與市場需求，堅(jiān)持創(chuàng)新引領(lǐng)，不斷迭代產(chǎn)品。
最新出爐的SmartFlow能夠以具有競爭性的成本優(yōu)勢為客戶提供性能與SDN硬件交換機(jī)媲美、虛擬化資源端到端加速、靈活可編程的云數(shù)據(jù)中心SDN解決方案。
未來SmartFlow將致力于打造數(shù)據(jù)中心軟硬一體化云網(wǎng)絡(luò)解決方案，為虛擬機(jī)、容器和裸金屬提供開放的智能加速網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，使用智能加速卡處理專用負(fù)載進(jìn)一步釋放算力供用戶真正業(yè)務(wù)應(yīng)用使用，為用戶帶來更大化的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
