智能网卡对网卡市场发展潜力巨大

网络在现代社会中无处不在,但可能有些人并不知道,其实网卡也渗透在我们日常生活、工作和娱乐的每一个角落,今天小编为大家介绍一下网卡,特别是智能网卡这个电子配件。

 

一、网卡发展史

 

网卡的名称有很多,比如网络接口控制器、网络适配器、以太网卡、局域网卡等,是一块被设计用来允许计算机在计算机网络上进行通讯的硬件。每一个网卡上都有一个被称为MAC地址的独一无二的48位串行号,生产厂商烧录好之后不可更改。MAC地址与人的指纹一样,世界上没有任何两块被生产出来的网卡拥有同样的地址。

38.jpg

 

基于不同的传输速度网卡分为有100Mbps, 1000Mbps、10G、25G、40G、100G甚至更高速度的网卡。100Mbps、1000Mbps网卡主要适用于小型局域网、家庭或办公室。而10Gb、25Gb、40Gb、100Gb网卡则更多用于数据中心、人工智能、物联网、5G等场合。

 

近年来由于网络技术的快速更迭与SDN(软件定义的网络)技术的兴起,对端系统协议栈提出了更高的需求,而传统的高性能网卡已经难以满足这些要求。为此,智能网卡技术开始走进大众的视野。

 

 

二、智能网卡 VS 传统网卡

 

智能网卡定义:智能网卡是当前网卡技术中最先进的一种,智能网卡之所以“智能”,主要因为具备高性能以及可编程的能力,此类网卡一般是采用FPGA芯片。智能网卡除具备传统高性能网卡的特性,更主要的是很多原本必须由服务器CPU处理的工作全部upload过来,解放了昂贵的CPU的空间和功能,它既能处理高速的网络数据流,又能对网卡进行编程,实现定制化的处理逻辑,被称为智能网卡(Smart NIC)。

 

在传统网卡中,早期的网卡仅能实现数据链路层和物理层的功能,而端系统中的CPU负责处理网络中更高层的逻辑。传统网卡最大的硬伤,就是服务器中绝大部分数据的处理必须全部经由CPU完成,造成CPU负载过大,无法发挥CPU最大优势。

 

39.jpg

 

智能网卡为适应高速网络,它具备了部分传输层和路由层的处理逻辑(如校验和计算、传输层分片重组等),来减轻CPU的处理负担。甚至有些网卡如RDMA网卡还将整个传输层的处理都upload到网卡硬件上,以完全解放CPU。

 

比如说LR-LINK联瑞去年推出的万兆光纤RDMA网卡,采用Qlogic主控方案自主研发,,具有低延迟,高网络吞吐量,节约CPU负载等优势,可支持RoCE、RoCE v2、iWARP功能,在实时迁移成本之下,采用LR-LINK联瑞所自主研发生产的RDMA网卡,与普通TCP/IP网卡相比,CPU占用率仅为1/4。

 

40.jpg

 

三、智能网卡的优劣势

对于数据中心应用来说,智能网卡可以释放宝贵的CPU资源和满足各种offload需求,包括传输和存储协议,例如RoCE,TCP,NVMe-over-Fabrics等。可以说,智能网卡的出现在最大程度上提高了服务器利用效率,为最终用户业务运用带来切实的提升。

但是,智能网卡并非没有缺点,在广泛运用之前,我们还需要考虑以下问题:

1.相同的端口速率下智能网卡的价格比标准网卡要高出很多,可能会高出5-10倍。

2.智能网卡支持20W-80W的功率,但这对于服务器来基本都满足要求。

3.考虑到智能网卡的可编程性和复杂性,可能需要消耗大量的资源来进行开发和调试。

 

四、智能网卡的分类方式

 

智能网卡它并没有固定的分类方式,根据最常见的两类为大家讲解。根据其加速不同的工作负载将它分为:

 

1. 基本连接的网卡

2. 面向网路加速的智能网卡

3.   面向存储加速的智能网卡

 

41.jpg

 

根据不同的供应商的架构不同,SmartNIC可以分为:

1.基于ASIC(专用集成电路)

2.基于FPGA(现场可编程门阵列)

3.基于SOC(片上系统)

 

42.jpg

 

它们均提供不同程度的可编程性。一般来说,基于SoC(如市场上评价很高的迈络思基于ARM的SoC智能网卡)和FPGA都是用可编程内核制造的,可以适应多种应用。

 

三、智能网卡厂商

 

目前领先的厂商包括博通,Ethernity Networks,Intel,Marvell,Mellanox(被英伟达收购)和赛灵思(被AMD收购)等。

 

Mellanox是面向数据中心服务器和存储系统的高性能、端到端智能互连解决方案的领先供应商,2020年3月, ConnectX-6 Dx 智能网卡全面上市, BlueField-2 IPU(I/O 处理单元) 也已上市,它们在关键应用中引入了最新硬件加速引擎和一流软件编程能力,BlueField系列性能显著,集先进的 ConnectX 功能与 Arm 或 FPGA 可编程性于一体,提供了令人惊艳的性能和功能水平。BlueField 和 Innova DPU 可提高企业和云中虚拟机 (VM)、容器和裸机服务器的性能、效率和安全性。

 

博通的Stingray SmartNIC SoC系列具有集成的全功能100G NIC,强大的8核CPU,运行在3 GHz下,支持数据包处理、加密、RAID和重复数据删除等硬件引擎,是用于主机卸载、裸机服务和网络功能虚拟化的理想SmartNIC解决方案。

 

这些都是国际领先的智能网卡生产厂商,那么反观国内智能网卡生产厂商,LR-LINK联瑞则是国内智能网卡性价比的代名词。LR-LINK联瑞,全称深圳市联瑞电子有限公司,专注网卡方案15年,是一家服务全球的专业以太网卡解决方案提供商。自公司创立起,便肩负振兴民族品牌的责任,2019年,公司加大对智能网卡的自主研发与创新,到目前为止,共推出3款RDMA智能网卡,与intel X520,X710,XX710主控芯片相比,Qlogic主控方案是目前唯一可实现通用RDMA技术,并行RoCE和iWARP协议的10/25GBE的网卡。

 

据预测,到2024年,SmartNIC市场规模将超过6亿美元,占全球以太网适配器市场的23%。未来,SmartNIC市场或超百亿。智能网卡的未来发展,让我们一起拭目以待。

 

原文转载自:https://www.lrnic.cn/smartnicsc.html

posted @   联瑞lrlink  阅读(951)  评论(0编辑  收藏  举报
编辑推荐:
· 一个费力不讨好的项目,让我损失了近一半的绩效!
· .NET Core 托管堆内存泄露/CPU异常的常见思路
· PostgreSQL 和 SQL Server 在统计信息维护中的关键差异
· C++代码改造为UTF-8编码问题的总结
· DeepSeek 解答了困扰我五年的技术问题
阅读排行:
· 一个费力不讨好的项目,让我损失了近一半的绩效!
· 清华大学推出第四讲使用 DeepSeek + DeepResearch 让科研像聊天一样简单!
· 实操Deepseek接入个人知识库
· CSnakes vs Python.NET:高效嵌入与灵活互通的跨语言方案对比
· Plotly.NET 一个为 .NET 打造的强大开源交互式图表库
点击右上角即可分享
微信分享提示