赛灵思的进击之路：首款“一体化 SmartNIC 平台”重磅发布

2020年3月4日，由自适应和智能计算的全球领先企业赛灵思公司举办的线上发布会隆重召开，会议上赛灵思宣布推出了业界首款“一体化 SmartNIC 平台”— Alveo™ U25，该产品真正在单颗器件上实现了网络、存储和计算加速功能的完美融合。会议中，赛灵思数据中心产品营销副总裁Donna Yasay、赛灵思大中华区销售副总裁Maria Tang详细向大家分享了Alveo U25的特性和功能，并就相关提问进行了回答。

赛灵思数据中心产品营销副总裁Donna Yasay（左）和赛灵思大中华区销售副总裁Maria Tang（右）

数据中心爆发增长

当下，在5G、人工智能、物联网等新兴技术的加持下，数据中心业务呈现持续增长态势，下一个产业爆发点即将到来。在去年的XDF上，赛灵思便公布了数据中心优先战略，Maria Tang在会议中表示，根据2019年自然年第三季度财报显示，赛灵思的数据中心业务年增长率达到24%，季度增长率达到92%。这一耀眼的成绩正是对赛灵思战略布局的最好呈现与反馈。

随着 AI 和大数据的爆炸性发展以及摩尔定律的放缓，数据中心正在面临联网危机，进出数据中心联网的流量正在非常迅速地增长。据Donna Yasay介绍，目前数据中心内部流量的年复合增长率均在25%以上，云数据中心服务器的数据处理工作愈发庞大和复杂。随着网络数据爆炸式的增长，额外的工作会涌入云数据中心服务器，而且这些工作量并不是应用级的处理，仅仅是把一些数据包进行传输和处理。这些工作量会大量挤占CPU资源，将CPU的处理能力耗费在应用之外。

面对这样的问题，亚马逊和微软等大型公司是从服务器上卸载联网的功能，将其转移到SmartNIC上解决。但很多较小的云服务供应商，尤其是二级和三级的服务商并没有强大的研发团队，也没有专门的工程技术和能力去部署自己的解决方案。据介绍，目前还有80%以上的云服务供应商尚未采用SmartNIC。所以，对于这些二级和三级的服务商来说，他们更加需要现成、方便、即插即用的方案，无需自行开发便可满足数据中心的卸载、存储和计算加速等需求。

业界首款一体化 SmartNIC 平台

市场研究机构Dell’Oro的研究总监Baron Fung曾表示，预计在2024年，SmartNIC市场规模将超6亿美元，占全球以太网适配器市场的23%。为了释放出更多的CPU核，以优化服务器利用率，云服务提供商对扩大SmartNIC部署的需求也将不断增加。

Donna Yasay表示，如果从大家的服务器上把工作卸载下来并且更加高效的在一个SmartNIC平台上去运行，这就意味着在给定服务器的情况下，企业可以完成更多的工作量。这样，硬件成本的节约就能大大降低云服务提供商的支出成本。除此之外，数据中心功耗也将大幅降低，从而节约运营成本。

在此背景下，Alveo U25 SmartNIC 平台应用而生，它提供了真正即插即用的功能，为二、三级云服务提供商、电信公司和私有云数据中心运营商的 SmartNIC部署铺平了道路。

作为SmartNIC平台首个硬件实例，Alveo U25是一个集网络、存储和计算为一体的加速卡，并基于FPGA技术研发拥有全可编程特性，以及加速和卸载等处理功能。依托于赛灵思业界领先的 FPGA 技术，Alveo U25 SmartNIC 平台与基于 SoC 的 NIC相比，Alveo U25在同等功耗水平上所能处理数据包的数量是SoC的4倍，单位功耗性能是SoC的10倍，可以提供更高的吞吐量和更强大的灵活应变引擎，支持云架构师快速为多种类型的功能与应用提速。同时，FPGA技术是动态可重配置的，无需重置卡上的FPGA就可以去升级现有的功能或者动态地增加新的功能。

目前，Alveo系列到已经推出了U200、U250、U280和U50，这次推出的U25和之前的加速卡有何不同？它的独特之处体现在哪里？在会议后的问答环节中，Maria Tang面对记者的提问，给出了答案。她表示，U200、U250和U280主要集中的功能是在计算加速上，因为器件本身的逻辑资源强大，所以在处理视频转码或者图片压缩、图片识别等方面比较具有优势。

而U25的不同之处在于它是一款集网络、存储和计算为一体的加速卡，在使用之前已经做好了网卡上的加速，并集成了OVS和协议处理等功能。除此之外，它还拥有FPGA的特性，除了网络加速以外，还能够在网络里先进行一些加速、卸载处理，使整个网络得到提升。所以它们的侧重点是略有不同的。

Alveo U25 SmartNIC 平台实现了一站式加速应用，同时，U25 SmartNIC 还支持赛灵思和独立软件提供商 （ISV）提供的一站式应用。其编程模型既支持 HLS 和 P4 等高级网络编程抽象，也支持 Vitis™ 统一软件平台等计算加速框架，以便实现赛灵思和第三方所提供的加速应用。 

目前，Alveo U25 SmartNIC 平台正为早期试用客户提供样品。预计将于 2020 年第三季度开始批量供货。 

Alveo U25 SmartNIC 适配器

会议中，Donna Yasay进一步介绍了Alveo U25 SmartNIC 适配器的特性，它支持两个25G以太网的端口，具有非常紧凑的封装尺寸，可以完美地适配任何云服务供应商并支持PCle第三代Gen3×8一直到CPU的主机。还支持所有的即卸开箱即用的特性，例如隧道卸载、校验、TCP片断卸载、RSS、SR-IOV等等，所有这些标准基础功能都被装载到平台上，所有相关的驱动也是一应俱全。

除了这些标准驱动以外，Alveo U25 SmartNIC 适配器也支持Onload的技术，该技术是由Solarflare通讯公司开发的一项技术。据介绍，Solarflare是赛灵思2019年收购的一家企业。通过收购Solarflare，赛灵思能够将其业界领先的 FPGA、MPSoC 和 ACAP 解决方案与 Solarflare 的超低时延网络接口卡技术以及 Onload 应用加速软件相结合，从而实现全新的融合 SmartNIC 解决方案。

Donna Yasay介绍说，所有的Alveo SmartNIC适配器都包含Onload。在有了Onload技术支持的情况下，数据包可以直接进入到用户的空间，而无需进入经过内核，并且由Onload的驱动来直接处理TCPIP的堆栈，并将数据输送到标准的符合TCP的套接字中。这一过程与传统的经过内核的情况相比，时延可以减低80%，而且由于内核和用户之间的接触转换也被省去，所以服务器的效率也能够大大提高。同时，在云应用中为基于TCP的服务器应用也提高了效率，最高可达400%。  

首款 OCP 3.0 以太网适配器与 OCP 加速器模块

全新 XtremeScale™ X2562 以太网适配卡

除了Alveo U25 SmartNIC 之外，本次线上发布会上，赛灵思还推出了一款原计划于OCP大会上推出的全新产品——XtremeScale X2562。据Donna Yasay介绍，这款产品是Solarflare传统适配器产品线的延伸，它符合OCP3.0封装尺寸的适配器的版本。除此之外，赛灵思还发布了全球首款基于 FPGA 的开放计算加速器模块（OAM）的概念验证板。可支持七条 25Gbps x8 链路，为分布式加速提供了丰富的模块间系统拓扑。

从客户需求出发，不断推陈出新

谈及未来产品研发和推出上将采用何种策略时？Maria Tang回答表示，将重点关注数据中心客户面对的瓶颈问题以及他面对的真正业务痛点。赛灵思的策略是从客户TCO来着手分析的，哪些可以帮到客户，赛灵思便从这些方向入手。

Maria Tang认为，数据中心需要加速卡是一定的，因为随着摩尔定律的终结，5G的推广，数据中心对加速卡的需求将会越来越大。用户不可能无限制扩充CPU，不可能无限制扩充机房大小。对于未来加速卡的格局分布，Maria Tang表示应从两个角度去看：一方面是计算，计算加速，尤其是在云端上面，赛灵思需要进一步努力。同时，在网络上，如何实现网络的可扩展性、网络管理的可视化，使得整个网络智能化，这同样需要打大家不断努力；另一方面是存储，不管是存储的带宽占用还是成本大小上，对于专注于数据中心的厂商来说都将面临不小的挑战，所以，未来加速卡在这些领域都将拥有巨大的潜力。

近年来，国产FPGA的发展实现了很大的突破，Maria Tang在会议的最后也分享了她对当下国产FPGA发展的看法，她表示：“的确，我们看到了国产FPGA在中高低各个方面都有了长足的进步。我们也期待着国产FPGA能够茁壮成长。从另外一个角度来讲，FPGA是一个非常独特的产品。我们期待国产FPGA市场能够涌现出更多有竞争力的企业，因为对于任何一个领域来说，有竞争才有活力。”

万物互联的时代即将到来，新的时代将带来新的契机，也必然会对数据中心提出更高的要求。面对市场不断涌现出来的新变化、新需求，只有抓住机遇并不断探索新世界的公司才能取得成功。我们相信，未来，赛灵思也将竭尽所能推出更多创新的产品及解决方案，在满足市场需求的同时将产业推向新的高度！