SmartNIC là gì? Đặc điểm và ứng dụng của SmartNIC

Tròng thời gian gần đây, giới chuyên môn đang nói nhiều về SmartNIC dựa trên các DPU (Data Processing Unit). Tuy nhiên họ chưa bao giờ trả lời một câu hỏi đơn giản SmartNIC là gì và chúng làm được gì? Hiểu được điều này, Shop máy chủ sẽ giúp bạn tìm hiểu về vấn đề này nhé.

SmartNIC là gì?

Thực tế, NIC được viết tắt của “Network Interface Card”, là một card PCIe cắm vào máy chủ hoặc thiết bị lưu trữ nhằm cho phép kết nối với mạng Ethernet. Một SmartNIC được dựa trên DPU vượt ra ngoài một kết nối đơn giản và thực hiện xử lý lưu lượng mạng “ngay trên NIC”. Đây là việc mà lâu nay nhất thiết phải được thực hiện bởi CPU trong trường hợp đó là một loại NIC foundation (NIC nền tảng).

Định nghĩa của một số nhà cung cấp về SmartNIC dựa trên DPU thường tập trung hoàn toàn vào việc triển khai. Tuy nhiên, điều này có lẽ có vấn đề, vì các nhà cung cấp khác nhau sẽ có những kiến ​​trúc khác nhau. Vì thế, một SmartNIC dựa trên DPU có thể dựa trên ASIC, FPGA và System-on-a-Chip (SOC). Dĩ nhiên, các nhà cung cấp mà chỉ sản xuất duy nhất một loại NIC dường như khăng khăng rằng chỉ loại NIC mà họ tạo ra mới đủ điều kiện là một SmartNIC.

Đặc điểm của SmartNIC là gì

Nhận thấy có nhiều sự cân bằng giữa các cách triển khai khác nhau này liên quan đến chi phí, cũng như sự dễ dàng trong lập trình và tính linh hoạt. Bên cạnh đó, ASIC rất hiệu quả về chi phí và có thể mang lại hiệu suất trên giá tốt nhất, nhưng nó hạn chế về tính linh hoạt. Cho dù một NIC dựa trên ASIC (như Mellanox ConnectX-5) có thể có một đường dẫn dữ liệu có thể lập trình được tương đối đơn giản để cấu hình. Tuy nhiên, cuối cùng sẽ có những hạn chế phụ thuộc vào những chức năng nào được xác định trong ASIC. Điều này có thể ngăn cản một số khối lượng công việc (workload) nhất định khỏi việc được hỗ trợ. 

Ngoài ra, một FPGA NIC (như Mellanox Innova-2 Flex) lại có khả năng lập trình cao, với đủ thời gian và nỗ lực có thể được thực hiện để nhằm hỗ trợ hầu hết mọi chức năng một cách tương đối hiệu quả (thực hiện trong giới hạn của các cổng có sẵn). Mặc dù vậy, FPGA nổi tiếng là khó lập trình và đắt tiền. Do đó, đối với các trường hợp sử dụng phức tạp hơn, SOC (như Mellanox BlueField DPU programmable SmartNIC) sẽ cung cấp những gì tốt nhất về tùy chọn triển khai SmartNIC dựa trên DPU. Bao gồm hiệu suất giá tốt, dễ lập trình và có tính linh hoạt cao.

Mặc dù vậy, việc tập trung vào cách một nhà cung cấp cụ thể triển khai SmartNIC dựa trên DPU không thực sự công bằng trong việc giải quyết chính xác những gì chúng có khả năng hoặc cách chúng tạo nên được kiến ​​trúc một cách lý tưởng. Đối với trường hợp của Mellanox, có các sản phẩm có thể được phân loại là “DPU based SmartNIC” dựa trên từng kiến ​​trúc này. Trên thực tế, khách hàng sử dụng từng sản phẩm này sẽ cho các khối lượng công việc khác nhau tùy thuộc vào nhu cầu của họ. Do đó, trọng tâm rơi vào việc triển khai – tức là ASIC so với FPGA so với SoC – đảo ngược triết lý “form follows function” sẽ làm nền tảng cho những thành tựu kiến ​​trúc tốt nhất. 

Ứng dụng của SmartNIC

SmartNIC giúp đưa việc giảm tải lên một bước cao hơn. Bởi vì nhiều tổ chức xác định rằng offload NIC là không đủ đối với họ. Điều này dẫn đến sự ra đời của SmartNIC, không chỉ làm giảm tải ở lớp TCP/IP. Bên cạnh đó, chúng linh hoạt hơn một chút so với offload NIC và chúng có một cơ chế xử lý dễ lập trình hơn. Ngoài ra, các SmartNIC giảm tải nhiều nhu cầu xử lý mạng hơn từ CPU máy chủ. Và thực tế, chúng có CPU, bộ nhớ và hệ điều hành riêng. Hơn nữa, những gì chúng giảm tải khác nhau sẽ phục thuộc vào mỗi  nhà cung cấp, nhưng SmartNIC có thể giảm tải các tác vụ như nén và giải nén dữ liệu mạng. Đồng thời mã hóa và giải mã và thậm chí bao gồm cả các tính năng bảo mật.

Ngoài ra, các SmartNIC thường có giá cao hơn các NIC giảm tải. Nhưng khi các máy chủ bị sa lầy một lần nữa với quá trình xử lý nén và giải nén, hoặc mã hóa và giải mã, SmartNICs sẽ trở thành một lựa chọn hiển nhiên ưu việt hơn, thay vì bổ sung thêm nhiều máy chủ hơn,.

Nhưng khi tốc độ mạng cao hơn đã phổ biến trên khắp các hệ sinh thái CNTT, nhất là trong hệ thống mạng chuyên cho lưu trữ thì các quản trị viên CNTT đang tìm kiếm thứ gì đó cần phải nhiều hơn nữa. Khi đó, bước tiến tiếp theo đó là Đơn vị xử lý dữ liệu (DPU).

Vậy là shop máy chủ vừa giúp bạn có thêm những thông tin về SmartNIC là gì cũng như đặc điểm và ứng dụng của nó. Nếu có thêm thắc mắc gì hãy liên hệ với shop máy chủ để giải đáp nhé.