如今，云計(jì)算提供商正在進(jìn)行轉(zhuǎn)型，當(dāng)從以計(jì)算為中心轉(zhuǎn)向以數(shù)據(jù)為中心，原有的業(yè)務(wù)模型也會發(fā)生變化。在這種情況情況如何為客戶提供兼顧高性能和安全性的服務(wù)變得至關(guān)重要。
NVIDIA網(wǎng)絡(luò)事業(yè)部亞太區(qū)市場開發(fā)高級總監(jiān)宋慶春告訴記者，隨著AI業(yè)務(wù)越來越多，云計(jì)算提供商對于網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性的要求越來越高，需要通過網(wǎng)絡(luò)計(jì)算功能和CPU、GPU等結(jié)合，更好地處理數(shù)據(jù)，而DPU成為以數(shù)據(jù)為中心計(jì)算架構(gòu)的核心。
基于DPU構(gòu)建下一代軟件定義數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)
如何為大量云計(jì)算租戶提供高吞吐、低延遲的物理網(wǎng)絡(luò)和虛擬化網(wǎng)絡(luò)是UCloud優(yōu)刻得自成立以來就在不斷攻克的命題。從2018年起，UCloud優(yōu)刻得便開始積極探索基于NVIDIA BlueField DPU的高性能裸金屬物理云方案，并在去年成功上線裸金屬物理云1.0，并于近期上線增加了云存儲功能的裸金屬物理云2.0產(chǎn)品。
在選擇DPU之前，UCloud優(yōu)刻得采用基于網(wǎng)關(guān)的傳統(tǒng)物理云解決方案，但是該方案成本昂貴，萬兆網(wǎng)卡已無法滿足企業(yè)發(fā)展需求，還存在VPC網(wǎng)關(guān)的帶寬瓶頸，部署不夠靈活，不支持計(jì)算、存儲分離等限制。
UCloud優(yōu)刻得資深技術(shù)專家馬彥青表示，UCloud優(yōu)刻得與NVIDIA有著相同的認(rèn)知，軟件和硬件的結(jié)合是未來的趨勢，通過軟硬件的互相協(xié)作，軟件定義與硬件加速是真正能提升系統(tǒng)性能和安全性的最佳方式。雙方在網(wǎng)絡(luò)和存儲方面進(jìn)行了深入合作，支持?jǐn)?shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)模型。
UCloud優(yōu)刻得基于NVIDIA BlueField DPU研發(fā)的裸金屬物理云1.0，通過DPU集成的多核Arm CPU快速將物理云基礎(chǔ)架構(gòu)軟件從x86遷移到DPU中，滿足了物理云客戶高帶寬、低延時的網(wǎng)絡(luò)需求，并使用NVIDIA ASAP2技術(shù)，將OpenvSwitch Kernel和GRE隧道硬件卸載到DPU，實(shí)現(xiàn)了物理云用戶無縫接入NVGRE Overlay虛擬網(wǎng)絡(luò)，UCloud優(yōu)刻得也成為首家應(yīng)用此技術(shù)的公有云廠商。
據(jù)悉，裸金屬物理云1.0廣泛服務(wù)于大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫等場景，并經(jīng)受住雙十一大考，收獲了用戶廣泛的使用好評。
近期，UCloud優(yōu)刻得增加了云存儲功能的裸金屬物理云2.0產(chǎn)品也已上線，裸金屬物理云2.0繼承了1.0版本的優(yōu)點(diǎn)，相對于以前基于網(wǎng)關(guān)的裸金屬物理云解決方案降低了34.4%的成本。在取代原先傳統(tǒng)物理云獨(dú)立網(wǎng)關(guān)的模式，直接打通公有云網(wǎng)絡(luò)的同時，內(nèi)網(wǎng)帶寬也實(shí)現(xiàn)了升級。
裸金屬物理云2.0使用NVIDIA BlueField DPU提供的NVMe SNAP功能，通過控制面仿真NVMe設(shè)備，數(shù)據(jù)面借助ASIC芯片高速轉(zhuǎn)發(fā)，并通過UDisk基于RoCEv2無損網(wǎng)絡(luò)連接后端分布式存儲集群，為裸金屬物理機(jī)接入靈活可擴(kuò)展的RSSD云盤服務(wù)。
裸金屬物理云2.0將UCloud的云存儲產(chǎn)品RSSD呈現(xiàn)為本地的NVMe系統(tǒng)盤和數(shù)據(jù)盤，為物理云客戶提供了更靈活易用的云盤存儲服務(wù)。UCloud的RSSD云盤使用BlueField DPU成熟的RDMA能力，取代了原有的本地磁盤，IOPS最高可達(dá)40萬；后端為分布式三副本存儲，數(shù)據(jù)更加安全可靠，且支持分鐘級裝機(jī)、磁盤在線擴(kuò)容與故障遷移；網(wǎng)絡(luò)性能采用bonding后達(dá)到了40Gbps水平；同時其無虛擬化開銷，用戶仍然完全獨(dú)享資源，保證了物理隔離與性能獨(dú)享。
馬彥青表示，UCloud優(yōu)刻得基于DPU構(gòu)建下一代軟件定義數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)，將網(wǎng)絡(luò)、存儲以及一些計(jì)算業(yè)務(wù)遷移到DPU，從而釋放出CPU算力；充分利用DPU軟件編排能力和硬件加速能力，讓整個數(shù)據(jù)中心的靈活性和性能都達(dá)到非常高的高度。
基于已有的合作成果，UCloud優(yōu)刻得與NVIDIA在裸金屬網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、存儲架構(gòu)、數(shù)據(jù)中心安全等進(jìn)行更多合作，探索基于InfiniBand網(wǎng)絡(luò)的DPU加速AI和HPC，統(tǒng)一裸金屬與虛擬化基礎(chǔ)架構(gòu)。
數(shù)據(jù)中心新的計(jì)算單元——DPU
DPU可以被看作是數(shù)據(jù)中心加速計(jì)算模型的第三個計(jì)算單元，用黃仁勛的話說則是“未來計(jì)算的三大支柱之一”。
而它之所以被給予如此厚望，主要因?yàn)镈PU是一種新型可編程處理器，它結(jié)合了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的、高性能及軟件可編程的多核CPU架構(gòu)、高性能網(wǎng)絡(luò)接口和各種靈活和可編程的加速引擎于一身，可以卸載AI、機(jī)器學(xué)習(xí)、安全、電信和存儲等應(yīng)用，并提升性能。
比如最新的BlueField-3就是首款為AI和加速計(jì)算而設(shè)計(jì)的DPU，它針對多租戶、云原生環(huán)境進(jìn)行了優(yōu)化，提供數(shù)據(jù)中心級的軟件定義和硬件加速的網(wǎng)絡(luò)、存儲、安全和管理等服務(wù)。作為業(yè)內(nèi)首款400G以太網(wǎng)和NDR InfiniBand DPU，BlueField-3采用的是Arm架構(gòu)，具備16顆物理核心和18M IOPs彈性塊存儲能力，相比上一代產(chǎn)品來說其加速計(jì)算能力提升了5倍、加密速度提升了4倍。
隨著數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的發(fā)展，DPU的角色越來越重要，而DOCA是為DPU量身定做的軟件框架，目的在于支持廣大開發(fā)者在BlueField DPU上進(jìn)行軟件開發(fā)，DOCA與DPU之間就如CUDA與GPU的關(guān)系。
宋慶春表示，DOCA讓DPU生態(tài)系統(tǒng)逐漸成熟，加速DPU進(jìn)入數(shù)據(jù)中心，其不僅提升數(shù)據(jù)中心的性能表現(xiàn)，更是創(chuàng)新了非常多的應(yīng)用場景。例如NVIDIA與VMware合作實(shí)現(xiàn)了安全和業(yè)務(wù)的兼顧。
為了讓DPU發(fā)揮出更大的價值，除了DOCA開發(fā)包之外，英偉達(dá)也發(fā)布了一款名為NVIDIA Morpheus的應(yīng)用框架，旨在為網(wǎng)絡(luò)安全合作伙伴提供一整套能夠?qū)崟r檢測和預(yù)防安全威脅的加速AI技術(shù)。Morpheus可以充分發(fā)揮NVIDIA AI計(jì)算和NVIDIA BlueField-3 DPU的優(yōu)勢，為用戶提供從核心到邊緣的數(shù)據(jù)中心保護(hù)能力。
如今，服務(wù)器制造商戴爾、浪潮、聯(lián)想和超微正在將BlueField DPU集成到他們的系統(tǒng)中。全球云服務(wù)供應(yīng)商都在使用BlueField DPU來加速他們的業(yè)務(wù)，如百度、京東和UCloud。隨著眾多企業(yè)對DPU的支持，BlueField生態(tài)系統(tǒng)也在不斷擴(kuò)大。
“隨著網(wǎng)絡(luò)計(jì)算和DPU的崛起，這一定會掀起一波數(shù)據(jù)中心的變革，未來數(shù)據(jù)中心一定走向CPU、GPU和DPU的3U一體的架構(gòu)。當(dāng)業(yè)界認(rèn)識到DPU的價值，DPU走向數(shù)據(jù)中心是水到渠成，而這是NVIDIA和眾多合作伙伴共同推動的結(jié)果?！彼螒c春最后說。
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