關(guān)鍵外賣

• 英特爾 IPU E2200 從 CPU 卸載基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，使主機(jī) CPU 能夠?qū)Ｗ⒂诳蛻艄ぷ髫?fù)載，從而提高效率和安全性。

• IPU 集成了后備加密和壓縮引擎，可增強(qiáng)加密和數(shù)據(jù)處理能力，確保數(shù)據(jù)可恢復(fù)性。

• E2200的架構(gòu)支持靈活的部署模式，適用于各種應(yīng)用，包括AI集群和存儲加速。

我們正處于數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施最具變革性的時(shí)期之一。人工智能、云規(guī)模工作負(fù)載和超大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的爆炸式增長不僅迫使計(jì)算和存儲的快速創(chuàng)新，而且在連接它們的結(jié)構(gòu)方面也推動(dòng)了快速創(chuàng)新。在最近的 Hot Chips 大會上，Pat Fleming 就這個(gè)主題發(fā)表了演講，并提供了對英特爾第二代基礎(chǔ)設(shè)施處理單元 （IPU） E2200 的見解。Pat 是英特爾的高級首席工程師。

從 CPU 到 IPU：為什么卸載很重要

傳統(tǒng)上，CPU 既承擔(dān)了客戶工作負(fù)載（應(yīng)用程序和虛擬機(jī)），也承擔(dān)了存儲、虛擬交換、加密和防火墻等基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)。隨著工作負(fù)載的擴(kuò)展，尤其是人工智能和多租戶環(huán)境，這種模型變得低效?；A(chǔ)設(shè)施服務(wù)消耗更多的 CPU 周期，為應(yīng)用程序留下的資源更少。IPU通過將基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)卸載到專用的可編程處理器來應(yīng)對這一挑戰(zhàn)。這種分離確保主機(jī) CPU 針對客戶工作負(fù)載進(jìn)行優(yōu)化，而 IPU 則以更高的效率、更低的延遲和更強(qiáng)的安全隔離來處理結(jié)構(gòu)服務(wù)。

英特爾 IPU E2200 內(nèi)部

E2200 以第一代產(chǎn)品為基礎(chǔ)，在網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、內(nèi)存和可編程性方面取得了重大進(jìn)步。它提供高達(dá)每秒 400 GB 的網(wǎng)絡(luò)吞吐量，是其前身性能的兩倍，同時(shí)集成了多達(dá) 24 個(gè) Arm? Neoverse N2 內(nèi)核、一個(gè) 32 兆字節(jié)的系統(tǒng)級緩存和四個(gè)運(yùn)行速度為 6400 MT/s 的 LPDDR5 內(nèi)存通道。

該平臺支持帶有 SR-IOV 和 S-IOV 的 PCIe Gen 5 x32，最多支持四個(gè)端點(diǎn)或 16 個(gè)根端口。這種級別的可配置性使其能夠適應(yīng)不同的部署場景。E2200 的一個(gè)決定性特征是其緊密集成的計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)，通過共享緩存和加速器鏈接。這種設(shè)計(jì)使設(shè)備能夠跨工作負(fù)載提供定制的高性能數(shù)據(jù)管道，從而加強(qiáng)其作為可編程平臺的作用，可以隨著數(shù)據(jù)中心的需求而發(fā)展。

大規(guī)?？删幊绦?/p>

E2200 的核心是 P4 可編程數(shù)據(jù)包管道，為各種用例提供了靈活性。FXP 數(shù)據(jù)包處理器處理數(shù)百萬個(gè)具有確定性延遲的流，并且可以配置為高級功能，例如精確匹配、通配符匹配、最長前綴匹配和數(shù)據(jù)包編輯。內(nèi)聯(lián)加密支持線速 IPsec 和 PSP 協(xié)議，包括 AES-/GCM/GMAC/CMAC 和 ChaChaPoly。

網(wǎng)絡(luò)由 112G 以太網(wǎng) SerDes 和 400G 以太網(wǎng) MAC 提供支持，而傳輸子系統(tǒng)則由英特爾可靠的傳輸協(xié)議 Falcon 提供支持。Falcon 支持 RDMA 和 RoCE，具有尾部延遲優(yōu)化、硬件擁塞控制、選擇性確認(rèn)和多路徑功能。流量整形由定時(shí)輪算法處理，該算法提供準(zhǔn)確的速率執(zhí)行并支持 DCB 仲裁模式，確保大規(guī)?？深A(yù)測的低延遲性能。

壓縮和加密功能

E2200 集成了后備加密和壓縮引擎 （LCE），可將功能擴(kuò)展到內(nèi)聯(lián)數(shù)據(jù)平面加密之外。LCE 支持 AES、帶 HMAC、RSA、Diffie-Hellman、DSA、ECDH 和 ECDSA 的 SHA-1/2/3，以及包括 Zstandard、Snappy 和 Deflate 在內(nèi)的壓縮算法。重要的是，它具有“壓縮 + 驗(yàn)證”功能，可保證轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)的可恢復(fù)性，這是存儲工作負(fù)載的關(guān)鍵要求。

英特爾聲稱其壓縮技術(shù)在吞吐量和比率方面均處于行業(yè)領(lǐng)先地位，特別是對于數(shù)據(jù)庫和存儲工作負(fù)載。此外，E2200 在內(nèi)存可擴(kuò)展性的支持下，安全關(guān)聯(lián)增加了四倍，確保跨流的穩(wěn)健隔離。

為什么選擇 Arm 核心？

許多人心中的一個(gè)常見問題是，為什么英特爾選擇在 E2200 中使用 Arm 內(nèi)核而不是自己的 CPU。弗萊明解釋說，這一決定是基于性能、可編程性和上市時(shí)間的考慮，而不是品牌忠誠度。對于這一代，Arm Neoverse N2 內(nèi)核被證明是最合適的選擇。未來的產(chǎn)品可能會根據(jù)要求采用不同的架構(gòu)。

部署靈活性

E2200 的架構(gòu)旨在跨不同的部署模型進(jìn)行通用。它可以在無頭模式下運(yùn)行，充當(dāng)獨(dú)立交換機(jī)和卸載設(shè)備，也可以在多主機(jī)模式下運(yùn)行，在多主機(jī)模式下，跨多個(gè)租戶安全地共享基礎(chǔ)設(shè)施。它還通過在 GPU、存儲和更廣泛的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之間提供低延遲、可靠的傳輸，在 AI 集群中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。存儲加速是另一個(gè)主要用例，IPU 處理大規(guī)模壓縮、加密和數(shù)據(jù)移動(dòng)。

總結(jié)

英特爾 IPU E2200 旨在加速行業(yè)向可編程、隔離和高效基礎(chǔ)設(shè)施的過渡。通過將客戶工作負(fù)載與基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)分離，支持先進(jìn)的可編程管道，并集成領(lǐng)先的壓縮和加密，E2200 將自己定位為下一代數(shù)據(jù)中心的基石。

超大規(guī)模企業(yè)通常以定制創(chuàng)新為主導(dǎo)，這些創(chuàng)新后來滲透到標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)和更廣泛的采用中。英特爾旨在通過 E2200 推動(dòng)這一創(chuàng)新，確?？删幊袒A(chǔ)設(shè)施成為滿足人工智能、存儲和虛擬化服務(wù)爆炸性需求的常態(tài)。