فهم قوة وحدة معالجة الرسومات BlueField-3 من NVIDIA

المُقدّمة

عند العمل مع خوادم NVIDIA H100 SXM، قد ترى غالبًا تكوينًا يتضمن وحدتين BFD-3. وهذا يثير تساؤلات، خاصة وأن النظام يأتي بالفعل مع ثماني بطاقات شبكة CX-7 400G. ما هي الاختلافات الأساسية وأدوار BFD-3 مقارنة بـ CX-7؟ علاوة على ذلك، لماذا يحتوي BFD على منفذ BMC بينما تتضمن اللوحة الأم للخادم بالفعل منفذ BMC؟

في مراكز البيانات التقليدية، كانت وحدة المعالجة المركزية (CPU) هي النواة الأساسية. ومع ذلك، مع تراجع تطبيق قانون مور، لم يعد نمو قوة الحوسبة في وحدة المعالجة المركزية قادرًا على مواكبة الانفجار الهائل في البيانات، مما أدى إلى اختناقات. أصبح تفريغ أحمال عمل وحدة المعالجة المركزية إلى محولات الشبكة (بطاقات واجهة الشبكة) ضروريًا، مما عزز التطور السريع لبطاقات الشبكة الذكية (Smart NICs). تُعرّف NVIDIA بطاقات الشبكة الذكية القائمة على DPU بأنها بطاقات واجهة شبكة تُفرغ المهام التي عادةً ما تُعالجها وحدة المعالجة المركزية للنظام. باستخدام معالجها المدمج، يُمكن لبطاقة الشبكة الذكية القائمة على DPU تنفيذ مجموعة من مهام التشفير/فك التشفير، وجدار الحماية، وTCP/IP، ومعالجة HTTP. وبشكل أساسي، تُساعد وحدة المعالجة المركزية في مهام مُختلفة، ولديها وحدة معالجة مركزية خاصة بها للتعامل مع المهام المُتعلقة بأمن الشبكة بشكل مُستقل. ولمعالجة التحول في بنية مراكز البيانات المدفوع بتقنية الحوسبة السحابية فائقة السعة، قدمت NVIDIA سلسلة BlueField DPU. تم تصميم هذه المعالجات الجديدة خصيصًا لبرمجيات البنية التحتية لمركز البيانات، مما يؤدي إلى تفريغ وتسريع أحمال العمل الحسابية الضخمة الناتجة عن المحاكاة الافتراضية والشبكات والتخزين والأمان وغيرها من خدمات الذكاء الاصطناعي السحابية الأصلية. تعمل BlueField-3 كـ "عقدة مستقلة" مدمجة في مسار PCIe الخاص بالخادم:

• ARM + OS: يمكنه تفريغ المهام المختلفة التي كان يتعامل معها نظام التشغيل المضيف في الأصل.
• المسرعات المتكاملة: تحسين كفاءة معالجة البيانات وأمنها وتخزينها.
• شريحة تبديل PCIe: يمكن استخدامها في خزانات توسيع NVMe SSD.
• شريحة BMC: تتيح الإدارة المستقلة للموارد الأصلية للمضيف في بيئة سحابية.

وحدة معالجة البيانات NVIDIA® BlueField®-3 هي منصة حوسبة البنية التحتية من الجيل الثالث، تُمكّن المؤسسات من بناء بنية تحتية لتكنولوجيا المعلومات مُعرّفة برمجيًا ومُسرّعة بالأجهزة، من السحابة إلى مراكز البيانات الأساسية وبيئات الحافة. مع اتصال شبكة إيثرنت بسرعة 400 جيجابت/ثانية أو NDR بسرعة 400 جيجابت/ثانية InfiniBand، بلوفيلد-3 دي بي يو يُمكنها تفريغ وتسريع وعزل وظائف الشبكات والتخزين والأمن والإدارة المُعرّفة برمجيًا، مما يُحسّن أداء مركز البيانات وكفاءته وأمانه بشكل كبير. من خلال فهم قدرات وتطبيقات وحدة معالجة البيانات BlueField-3، يُمكن للمؤسسات الاستفادة بفعالية من هذه التقنية لتلبية متطلبات مراكز البيانات الحديثة وضمان بنية تحتية متينة وقابلة للتطوير وآمنة.

العلاقة المنطقية بين بطاقة الشبكة وبطاقة الشبكة الذكية ووحدة معالجة البيانات

ولكي نفهم الفرق بينهما، دعونا نقارن النقاط التالية (وجهات نظر شخصية للرجوع إليها):

الفرق بين وحدات معالجة الرسومات NVIDIA DPU وبطاقات SuperNIC

• وحدات معالجة البيانات (DPUs): مبنية على بنية BlueField، تجمع هذه الوحدات بين قدرات حوسبة قوية (معالج ARM متعدد الأنوية)، وشبكات عالية السرعة (تصل إلى 400 جيجابايت/ثانية)، وقابلية برمجة. صُممت هذه الوحدات لتخفيف وتسريع مهام مراكز البيانات، مثل الشبكات والتخزين والأمن، وهي مناسبة لأحمال العمل المعقدة مثل الحوسبة السحابية والحوسبة عالية الأداء.
• بطاقات الشبكة الفائقة (SuperNICs): تعتمد أيضًا على بنية BlueField-3، ولكنها مُحسّنة خصيصًا لأحمال عمل الذكاء الاصطناعي. تتميز بحجمها الصغير واستهلاكها المنخفض للطاقة، وتركز على نقل البيانات بسرعة عالية وزمن انتقال منخفض بين وحدات معالجة الرسومات (مثل RDMA بسرعة 400 جيجابايت/ثانية عبر RoCE)، وهي مثالية لحوسبة الذكاء الاصطناعي فائقة السعة.

أسباب ظهور بطاقات الشبكة الذكية ووحدات معالجة البيانات

عصر بطاقات الشبكة التقليدية

في مراكز البيانات التقليدية، كانت وحدة المعالجة المركزية هي النواة المطلقة. ومع ذلك، مع تناقص إمكانية تطبيق قانون مور، لم يعد النمو في قوة الحوسبة لوحدة المعالجة المركزية قادرًا على مواكبة انفجار البيانات، مما أدى إلى خلق عنق زجاجة. أصبح من الضروري تفريغ عبء عمل وحدة المعالجة المركزية على محولات الشبكة (بطاقات واجهة الشبكة)، مما أدى إلى التطور السريع لبطاقات واجهة الشبكة الذكية.

عصر بطاقات الشبكة الذكية (الجيل الأول)

ركز الجيل الأول من بطاقات الشبكة الذكية بشكل أساسي على تفريغ المهام من مستوى البيانات. تشمل الأمثلة تفريغ الأجهزة OVS Fastpath، وتفريغ أجهزة شبكة RDMA المستندة إلى RoCEv1 وv2، وتفريغ الأجهزة لإمكانيات الشبكة الخالية من الفقد (PFC وECN وETS)، وتفريغ أجهزة NVMe-oF في مجال التخزين، وتفريغ مستوى البيانات للنقل الآمن.

عصر بطاقات الشبكة الذكية DPU (الجيل الثاني)

نشأت وحدات معالجة البيانات (DPUs) لمعالجة ثلاث قضايا رئيسية في مراكز البيانات:

بين العقد: انخفاض كفاءة تبادل البيانات عبر الخادم ونقل البيانات بشكل غير موثوق.

داخل العقد: تنفيذ غير فعال لنموذج مركز البيانات، وكفاءة منخفضة لمفتاح الإدخال/الإخراج، وهندسة خادم غير مرنة.

أنظمة الشبكات: الشبكات غير الآمنة.

الفرق بين وحدة معالجة الرسومات NVIDIA BlueField-3 وبطاقات واجهة الشبكة ConnectX-7

لفهم شامل لوحدة معالجة البيانات BlueField-3 من NVIDIA، من الضروري مقارنتها ببطاقة الشبكة ConnectX-7 OSFP وبطاقة الشبكة ConnectX-7 QSFP112 من NVIDIA. تؤدي هذه الأجهزة أدوارًا مختلفة في شبكات مراكز البيانات، وفهم اختلافاتها ومزاياها يساعد المؤسسات على اختيار الحل الأمثل لاحتياجاتها.

النطاق الوظيفي: وحدة معالجة البيانات (DPU) مقابل بطاقة واجهة الشبكة (NIC)

وحدة معالجة البيانات NVIDIA BlueField-3 هي منصة حوسبة بنية تحتية قابلة للبرمجة بالكامل، تجمع بين مجموعة قوية من 16 نواة Arm A78، وشبكات عالية السرعة (تصل إلى 400 جيجابت/ثانية عبر Ethernet أو NDR InfiniBand)، ومسرعات أجهزة لمهام مثل الشبكات والتخزين والأمان. بخلاف بطاقات الشبكة التقليدية، تعمل وحدة معالجة البيانات BlueField-3 كعقدة مستقلة بنظام تشغيلها الخاص، مما يُمكّنها من تفريغ أحمال العمل المعقدة مثل المحاكاة الافتراضية، وتقنية NVMe-oF (NVMe عبر الأقمشة)، وأمان الثقة الصفرية من وحدة المعالجة المركزية المضيفة. هذا يُقلل من الحمل الزائد لوحدة المعالجة المركزية، ويُحسّن الأداء، ويُحسّن كفاءة الطاقة.

في المقابل، تُعدّ بطاقتا NVIDIA ConnectX-7 OSFP NIC و ConnectX-7 QSFP112 NIC بطاقتي واجهة شبكة متطورتين تُركّزان بشكل أساسي على الاتصال عالي السرعة. تدعم بطاقة ConnectX-7 OSFP NIC إيثرنت أحادي المنفذ بسرعة 400 جيجابت/ثانية أو NDR InfiniBand، بينما تُوفّر ConnectX-7 QSFP112 NIC تكوينات ثنائية المنفذ بسرعة 200 جيجابت/ثانية أو أحادية المنفذ بسرعة 400 جيجابت/ثانية. تتميّز هذه البطاقات بنقل البيانات بسرعة استجابة منخفضة ونطاق ترددي عالٍ، إلا أنها تفتقر إلى إمكانيات الحوسبة القابلة للبرمجة ونظام التشغيل المستقل لوحدة معالجة البيانات BlueField-3. صُممت هذه البطاقات للتعامل مع مهام الشبكات التقليدية، مثل معالجة TCP/IP، وRDMA (الوصول المباشر عن بُعد للذاكرة)، وتفريغ الحمل الأساسي، لكنها لا تدعم عزل وتسريع عبء العمل الشامل الذي توفره وحدة معالجة البيانات.

مزايا BlueField-3 DPU

توفر وحدة معالجة البيانات BlueField-3 العديد من المزايا مقارنةً ببطاقات NIC الخاصة بـ ConnectX-7، وخاصةً لمراكز البيانات الحديثة المحددة بالبرمجيات:

• تخفيف شامل لأعباء العمل: تستطيع وحدة معالجة البيانات BlueField-3 تخفيف وتسريع مجموعة واسعة من المهام، بما في ذلك الشبكات المعرفة بالبرمجيات (SDN)، والتخزين (مثل NVMe-oF)، والأمن (مثل جدران الحماية، وتخفيف هجمات الحرمان من الخدمة الموزعة). هذا يُخفف العبء الحسابي على وحدة المعالجة المركزية المضيفة، مما يُتيح لها استخدام التطبيقات المُدرة للدخل. على سبيل المثال، يُمكن لـ BlueField-3 التعامل مع العمليات الجماعية لـ HPC/AI MPI، مما يُوفر زيادة في السرعة تصل إلى 20% ووفورات كبيرة في التكاليف في بيئات الحوسبة الفائقة واسعة النطاق.
• منصة حوسبة مستقلة: بفضل 16 نواة ARM ونظام تشغيل مستقل، تعمل وحدة معالجة البيانات BlueField-3 كعقدة حوسبة مستقلة، مما يتيح استخدامات متقدمة مثل التجزئة الدقيقة، وتعدد المستأجرين، والحوسبة الطرفية. يُعد هذا مفيدًا بشكل خاص لمصانع الذكاء الاصطناعي والبيئات السحابية حيث تكون قابلية التوسع والأمان بالغتي الأهمية.
• أمان مُحسَّن: تضمن قدرة وحدة معالجة البيانات (DPU) على عزل أحمال العمل أمانًا قائمًا على مبدأ الثقة الصفرية، مما يحمي نماذج الذكاء الاصطناعي والبيانات الحساسة من التهديدات. على سبيل المثال، عند دمجها مع منصة BIG-IP Next من F5 لمنصة Kubernetes، توفر BlueField-3 جدار حماية متكاملًا، وتخفيفًا لهجمات الحرمان من الخدمة الموزعة (DDoS)، وحمايةً لواجهات برمجة التطبيقات (API)، مما يُنشئ بنيةً آمنةً لأحمال عمل الذكاء الاصطناعي.
• كفاءة الطاقة: بتخفيف عبء المهام عن وحدة المعالجة المركزية، يُقلل BlueField-3 من استهلاك الطاقة، مما يجعله مثاليًا لمراكز البيانات المستدامة. كما يُحسّن عرض النطاق الترددي العالي للذاكرة ومُسرّعات الأجهزة الأداء لكل واط.

مزايا بطاقات الشبكة ConnectX-7

في حين أن وحدة معالجة البيانات BlueField-3 هي قوة هائلة لمهام البنية التحتية، فإن بطاقات الشبكة ConnectX-7 OSFP وQSFP112 لها نقاط قوتها الخاصة:

• البساطة والفعالية من حيث التكلفة: صُممت بطاقات الشبكة ConnectX-7 للشبكات عالية السرعة دون الحاجة إلى تكاليف حوسبة إضافية لوحدة معالجة البيانات (DPU). وهي مثالية للتطبيقات التي تتطلب اتصالاً مباشرًا وسريعًا، مثل مجموعات الحوسبة عالية الأداء (HPC) أو شبكات مراكز البيانات التقليدية.
• تكوينات مرنة للمنافذ: توفر بطاقة الشبكة ConnectX-7 QSFP112 خيارَي منفذين بسرعة 200 جيجابت/ثانية أو منفذ واحد بسرعة 400 جيجابت/ثانية، مما يوفر مرونةً لمختلف أنواع الشبكات. أما بطاقة الشبكة OSFP، بتصميمها أحادي المنفذ بسرعة 400 جيجابت/ثانية، فهي مناسبة لحالات النطاق الترددي العالي والاتصال الفردي.
• تعقيد أقل: بالنسبة للبيئات التي لا تتطلب تفريغًا متقدمًا أو إمكانية برمجة، توفر بطاقات NIC الخاصة بـ ConnectX-7 نموذج نشر أبسط، مما يقلل من تعقيد الإعداد والصيانة مقارنة بالهندسة المعمارية القابلة للبرمجة في وحدة معالجة البيانات.

استخدام سيناريوهات الحالة

يعتمد الاختيار بين BlueField-3 DPU وConnectX-7 NICs على المتطلبات المحددة لمركز البيانات الخاص بك:

• وحدة معالجة البيانات BlueField-3: مثالية لمراكز البيانات الحديثة المُعرّفة بالبرمجيات، ومصانع الذكاء الاصطناعي، وبيئات الحوسبة الطرفية. تتميز هذه الوحدة بكفاءة عالية في السيناريوهات التي تتطلب تخفيفًا مكثفًا لأعباء العمل، مثل الحوسبة الفائقة السحابية، وتخزين NVMe-oF، وأمان الثقة الصفرية. على سبيل المثال، تدمج Oracle Cloud Infrastructure (OCI) BlueField-3 لتحسين الشبكات والأمان، مما يُحسّن أداء السحابة.
• بطاقات الشبكة ConnectX-7: مثالية لمهام الشبكات التقليدية التي تتطلب اتصالاً عالي السرعة وزمن وصول منخفض. وهي مناسبة تمامًا لمجموعات الحوسبة عالية الأداء، أو بث الفيديو، أو التطبيقات كثيفة الاستخدام للشبكات والتي لا تتطلب تفريغًا متقدمًا للحوسبة.

التكامل مع نظام NVIDIA البيئي

يستفيد كلٌّ من وحدة معالجة البيانات BlueField-3 وبطاقة الشبكة ConnectX-7 من مجموعة تطوير برامج DOCA من NVIDIA، مما يُحسّن قابلية البرمجة ويُسرّع الابتكار. ومع ذلك، تستفيد وحدة معالجة البيانات BlueField-3 من تكامل أعمق مع DOCA، مما يُمكّن المطورين من إنشاء تطبيقات مُخصصة للشبكات والتخزين والأمان. هذا يجعل وحدة معالجة البيانات منصةً أكثر تنوعًا لمراكز البيانات من الجيل التالي. بالإضافة إلى ذلك، يضمن توافق BlueField-3 مع أنظمة الذكاء الاصطناعي من NVIDIA، مثل DGX SuperPOD، أداءً سلسًا في عمليات نشر الذكاء الاصطناعي واسعة النطاق.

الميزات المتقدمة ومقاييس الأداء لـ BlueField-3 DPU

استناداً إلى التطورات والتطبيقات الحديثة التي سُلِّطت الضوء عليها في مناقشات القطاع، تُقدِّم وحدة معالجة البيانات BlueField-3 إمكانيات فريدة تُميِّزها عن بطاقات الشبكة ConnectX-7، لا سيما في بيئات الحوسبة عالية الأداء (HPC) والذكاء الاصطناعي والسحابة. نستعرض أدناه ميزات إضافية ومقاييس أداء وتطبيقات عملية لتمييز هذه التقنيات بشكل أكبر.

التفريغ المتقدم لأحمال عمل الذكاء الاصطناعي والحوسبة عالية الأداء

صُممت وحدة معالجة البيانات BlueField-3 لتلبية المتطلبات المكثفة لبيئات الذكاء الاصطناعي والحوسبة عالية الأداء (HPC) من خلال تفريغ المهام الحرجة من وحدة المعالجة المركزية المضيفة. ووفقًا لرؤى القطاع، يُمكن لـ BlueField-3 تسريع العمليات الجماعية لواجهة تمرير الرسائل (MPI)، وهي ضرورية للحوسبة الموزعة في مجموعات الذكاء الاصطناعي والحوسبة عالية الأداء. ويؤدي هذا إلى زيادة في الأداء بنسبة تصل إلى 20% في مهام الحوسبة الفائقة واسعة النطاق، كما هو موضح في عمليات نشر DGX SuperPOD من NVIDIA. في المقابل، تفتقر بطاقات الشبكة ConnectX-7، على الرغم من دعمها لـ RDMA ونقل البيانات عالي السرعة، إلى قدرات الحوسبة القابلة للبرمجة اللازمة للتعامل مع هذا التفريغ المعقد، مما يحد من دورها في الاتصال بدلاً من تسريع الحوسبة.

تسريع التخزين باستخدام NVMe-oF

تتميز وحدة معالجة البيانات BlueField-3 بتسريع عمليات التخزين، خاصةً مع تقنية NVMe عبر الأقمشة (NVMe-oF). فهي تستخدم مُسرّعات الأجهزة لتقليل زمن الوصول وتحسين الإنتاجية لأنظمة التخزين الموزعة. على سبيل المثال، يُمكن لـ BlueField-3 معالجة أحمال عمل NVMe-oF بأقل تدخل من وحدة المعالجة المركزية، محققةً بذلك معدل عمليات إدخال/إخراج في الثانية (IOPS) أعلى بما يصل إلى ضعفي المعدلات المُقدمة من الحلول البرمجية. على الرغم من قدرة بطاقات الشبكة ConnectX-2 على دعم NVMe-oF عبر بروتوكولات RDMA مثل RoCE (RDMA عبر الإيثرنت المُتقارب)، إلا أنها تعتمد على معالجة وحدة المعالجة المركزية المُضيفة لمعظم مهام التخزين، مما يجعلها أقل كفاءةً في أحمال عمل التخزين المُعقدة.

الأمان والعزل للبيئات السحابية الأصلية

في بيئات السحابة الأصلية، توفر وحدة معالجة البيانات BlueField-3 ميزات أمان قوية من خلال عزل أعباء العمل وبنيات عدم الثقة. يمكنها تشغيل وظائف أمان افتراضية، مثل جدران الحماية وأنظمة كشف التسلل، مباشرةً على وحدة معالجة البيانات، مما يقلل من مساحة الهجوم على نظام المضيف. على سبيل المثال، يُمكّن التكامل مع منصة BIG-IP Next من F5 لـ Kubernetes وحدة BlueField-3 من توفير حماية متقدمة لواجهة برمجة التطبيقات (API) وتخفيف هجمات الحرمان من الخدمة الموزعة (DDoS)، وهو أمر بالغ الأهمية لتأمين أعباء عمل الذكاء الاصطناعي في مجموعات Kubernetes. على الرغم من دعم بطاقات الشبكة ConnectX-7 لعمليات نقل البيانات الأمنية الأساسية مثل IPsec، إلا أنها تفتقر إلى منصة الحوسبة المستقلة اللازمة لمثل هذه الوظائف الأمنية الشاملة.

النشر في العالم الحقيقي وتآزر النظام البيئي

تم اعتماد وحدة معالجة البيانات BlueField-3 في تطبيقات متطورة، مثل البنية التحتية السحابية لـ Oracle (OCI) ومصانع الذكاء الاصطناعي الخاصة بـ NVIDIA. في OCI، يُحسّن BlueField-3 المحاكاة الافتراضية للشبكات وتسريع التخزين، مما يُحسّن أداء السحابة بنسبة تصل إلى 30% في أحمال العمل كثيفة البيانات. بالإضافة إلى ذلك، يتيح تكامله مع حزمة تطوير البرامج DOCA من NVIDIA للمطورين بناء تطبيقات مخصصة مصممة خصيصًا لحالات استخدام محددة، مثل التحليلات الفورية أو الذكاء الاصطناعي الطرفي. على الرغم من أن بطاقات الشبكة ConnectX-7 جزء لا يتجزأ من منظومة الشبكات الخاصة بـ NVIDIA، إلا أنها تُستخدم بشكل أساسي في السيناريوهات التي تتطلب اتصالات عالية السرعة، مثل مجموعات الحوسبة عالية الأداء أو الهياكل الأساسية لمراكز البيانات، دون نفس مستوى قابلية البرمجة أو تكامل المنظومة.

مقارنة مقاييس الأداء

ولقياس الاختلافات، ضع في اعتبارك المقاييس التالية:

• وحدة معالجة البيانات BlueField-3: معدل نقل بيانات يصل إلى 400 جيجابايت/ثانية، و16 نواة ARM A78، وذاكرة DDR32 مدمجة بسعة 4 جيجابايت، ومسرعات أجهزة للتشفير والضغط والتخزين. يمكنها تقليل استخدام وحدة المعالجة المركزية بنسبة تصل إلى 50% في البيئات الافتراضية عن طريق تفريغ مهام مثل OVS (Open vSwitch) وNVMe-oF.
• ConnectX-7 OSFP NIC: منفذ واحد 400Gb/s Ethernet أو NDR InfiniBand، محسّن لـ RDMA منخفض الكمون (كمون أقل من الميكروثانية)، ولكن بدون أنوية حوسبة مدمجة أو ذاكرة للمعالجة المستقلة.
• ConnectX-7 QSFP112 NIC: منفذ مزدوج 200 جيجابايت/ثانية أو منفذ واحد 400 جيجابايت/ثانية، أداء RDMA مماثل لـ OSFP، ولكنه مصمم لتكوينات المنافذ المرنة بدلاً من المهام التي تتطلب قدرًا كبيرًا من الحوسبة.

تسلط هذه المقاييس الضوء على قدرة BlueField-3 DPU على التعامل مع مهام الشبكات والحوسبة، مما يجعلها حلاً أكثر تنوعًا لمراكز البيانات الحديثة مقارنةً ببطاقات NIC ConnectX-7، والتي تم تحسينها للاتصال فقط.

اختيار الحل الصحيح

بالنسبة للمؤسسات التي تُنشئ مصانع الذكاء الاصطناعي، أو مراكز البيانات السحابية، أو حلول الحوسبة الطرفية، تُعدّ وحدة معالجة البيانات BlueField-3 الخيار الأمثل بفضل سهولة برمجتها، وتخفيف عبء العمل، وميزات الأمان. على سبيل المثال، في مجموعات تدريب الذكاء الاصطناعي، يُمكن لـ BlueField-3 تقليل أوقات التدريب عن طريق تخفيف مهام الاتصال، كما هو الحال في أنظمة DGX H100 من NVIDIA. على العكس، تُعدّ بطاقات الشبكة ConnectX-7 أكثر ملاءمة لبيئات الشبكات التقليدية، مثل مراكز بيانات المؤسسات أو مجموعات الحوسبة عالية الأداء، حيث يُعدّ الاتصال عالي السرعة ومنخفض زمن الوصول المتطلب الأساسي دون الحاجة إلى تخفيف عبء الحوسبة المتقدم.

شرح مبسط: لماذا تتفوق وحدات معالجة البيانات على بطاقات الشبكة الذكية

تُعرِّف NVIDIA بطاقات واجهة الشبكة الذكية المستندة إلى DPU بأنها بطاقات واجهة الشبكة التي تخفف من عبء المهام التي يتعامل معها عادةً وحدة المعالجة المركزية للنظام. وباستخدام المعالج الموجود على اللوحة، يمكن لبطاقة واجهة الشبكة الذكية المستندة إلى DPU تنفيذ مجموعة من مهام التشفير/فك التشفير وجدار الحماية وTCP/IP ومعالجة HTTP. وبشكل أساسي، تساعد وحدة المعالجة المركزية في أداء مهام مختلفة ولديها وحدة معالجة مركزية خاصة بها للتعامل مع المهام المتعلقة بأمن الشبكة بشكل مستقل.

نظرة عامة على وحدة معالجة البيانات NVIDIA BlueField-3

لمعالجة التحول في بنية مركز البيانات المدفوع بتكنولوجيا الحوسبة السحابية الضخمة، قدمت NVIDIA سلسلة BlueField DPU. تم تصميم هذه المعالجات الجديدة خصيصًا لبرمجيات البنية التحتية لمركز البيانات، مما يؤدي إلى تخفيف وتسريع أحمال العمل الحسابية الضخمة الناتجة عن المحاكاة الافتراضية والشبكات والتخزين والأمان وغيرها من خدمات الذكاء الاصطناعي السحابية.

تخطيط نظام وحدة معالجة الرسومات NVIDIA BlueField-3

تعمل BlueField-3 بمثابة "عقدة مستقلة" مدمجة في مسار PCIe الخاص بالخادم:

1. ARM + OS: يمكنه تفريغ المهام المختلفة التي كان يتعامل معها نظام التشغيل المضيف في الأصل.
2. المسرعات المتكاملة: تحسين الكفاءة في معالجة البيانات والأمان والتخزين.
3. شريحة تبديل PCIe: يمكن استخدامها في خزانات توسيع NVMe SSD.
4. شريحة BMC: تسمح بالإدارة المستقلة لموارد المضيف الأصلية في بيئة سحابية.

حالات الاستخدام الموصى بها لـ BlueField-3

وحدة معالجة البيانات NVIDIA® BlueField®-3 هي منصة حوسبة البنية الأساسية من الجيل الثالث، مما يتيح للمؤسسات بناء بنية تحتية لتكنولوجيا المعلومات محددة بالبرمجيات ومُسرَّعة بالأجهزة من السحابة إلى مراكز البيانات الأساسية والبيئات الطرفية. بفضل اتصال شبكة Ethernet بسرعة 400 جيجابت/ثانية أو NDR بسرعة 400 جيجابت/ثانية InfiniBand، يمكن لوحدة معالجة البيانات BlueField-3 تفريغ وتسريع وعزل وظائف الشبكات والتخزين والأمان والإدارة المحددة بالبرمجيات، مما يعزز بشكل كبير من أداء مركز البيانات وكفاءته وأمانه.

مثال لتطبيق BlueField-3 في VMware Private Cloud

خارطة طريق وحدة معالجة الرسومات NVIDIA

من خلال فهم قدرات وتطبيقات BlueField-3 DPU، يمكن للمؤسسات الاستفادة بشكل فعال من هذه التكنولوجيا لتلبية متطلبات مراكز البيانات الحديثة وضمان البنية التحتية القوية وقابلة للتطوير وآمنة.