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NVIDIA數據中心專用處理器揭曉:一個DPU取代125 x86 CPU



在當地時間星期一,NVIDIA(NVIDIA)在線舉行了GTC 2020會議。 NVIDIA CEO黃仁勳再次在他的廚房中發布了許多新的硬件產品,包括新型軟件定義的數據中心專用處理器DPU(數據處理單元)及其生態產品路線圖,並宣布將在服務器市場上推ARM架構,以期在利潤最高的服務器處理器市場上獲得更大的市場份額。

在過去的幾年中,GPU芯片一直是NVIDIA的旗艦產品,並已廣泛用於圖形處理和其他領域。 但是近年來,它們還被廣泛用於人工智能培訓領域,以幫助提高人工智能在圖像識別等任務中的速度。 這些芯片通常安裝在Intel中央處理器附近,以幫助加速與人工智能相關的任務的計算。 現在,NVIDIA計劃用新的軟件定義的數據中心專用處理器DPU取代Intel的CPU。

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黃仁勳表示:“數據中心已成為一種新型的計算單元。在現代,安全的加速數據中心中,DPU已成為其中的重要組成部分。CPU,GPU和DPU的組合可以形成完全可編程的單個AI計算單元。提供前所未有的安全性和計算能力。”

根據計劃,NVIDIA將在2021年推出兩款DPU芯片:BlueField-2和BlueField-2X。

其中,BlueField-2集成了8個64位ARM-Cortex A72內核,具有2個超長指令字(VLIW)加速引擎,並集成了NVIDIA Mellanox ConnectX-6 Dx NIC(智能網卡),可以提供兩個100Gb / ■它還加快了關鍵數據中心的安全性,網絡和存儲任務,包括隔離,信任根,密鑰管理,RDMA / RoCE,GPU Direct,彈性塊存儲,數據壓縮等。

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據報導,經過優化的BlueField-2 DPU可以減輕CPU的關鍵網絡,存儲和安全任務的負擔,使公司能夠將其IT基礎架構轉變為最先進的數據中心。 這樣的數據中心可以加速,完全可編程,並具有“零信任”安全功能,以防止數據洩漏和網絡攻擊。

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在性能方面,NVIDIA宣稱BlueField-2 DPU可以提供相當於125 x86 CPU處理器的數據中心服務。

值得一提的是,BlueField DPU源自於NVIDIA以69億美元收購Mellanox時獲得的智能網絡芯片SmartNIC技術。 Mellanox與ARM處理器IP結合(NVIDIA已宣布以400億美元的價格收購),形成BlueField IPU,它考慮到了軟件定義解決方案的速度和靈活性,並提高了安全性,性能並提高了效率。 第一代BlueField IPU芯片已於2019年正式發布。BlueField-2DPU似乎是從Mellanox今年3月宣布的BlueField-2 IPU演變而來的。

稍後將推出的BlueField-2X DPU具有BlueField-2 DPU的所有關鍵功能。 同時,可應用於數據中心安全,網絡和存儲任務的NVIDIA Ampere GPU已集成到系統中。 AI可以用於實時安全分析,包括識別提示盜竊秘密的異常流量,線速加密流量分析和惡意活動。 主機自檢和動態安全流程自動響應(SOAR)。

NVIDIA企業計算主管Manuvir Das說,向BlueField-2X添加GPU是為了加速人工智能應用。

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據報導,BlueField-2 DPU目前可提供樣品,預計將於2021年在領先服務器製造商的新系統中使用。BlueField-2XDPU正在開發中,預計將於2021年上市。

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後來,在2022年,NVIDIA將發布BlueField-3和BlueField-3X。 這些DPU將與NVIDIA的GPU集成在系統中,但它們在設備上仍是分開的。 2023年推出的BlueField-4將以SoC的形式真正集成,並成為真正的片上數據中心處理器。

在計算能力方面,NVIDIA說,BlueField-4將是BlueField-2的600倍。 NVIDIA大喊大叫的數據聽起來確實有點“浮動”!

除了發布用於數據中心的各種軟件定義的DPU產品外,NVIDIA還推出了基於DPU的軟件生態系統DOCA(數據中心基礎架構芯片上體系結構)。 NVIDIA企業計算負責人Manuvir Das在服務器領域將DOCA比作CUDA(統一計算設備架構)。

CUDA是NVIDIA推出的通用並行計算架構,它使GPU能夠解決複雜的計算問題。 它包括CUDA指令集體系結構(ISA)和GPU內的並行計算引擎。 開發人員可以使用C語言編寫用於CUDA體系結構的程序。 CUDA架構也是近年來NVIDIA在GPU和人工智能領域取得成功的關鍵。

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據報導,NVIDIA的新DOCA架構基於開放的API,例如用於數據包處理的P4,用於網絡的DPDK和用於存儲的SPDK,CUDA和NVIDIAAI。 DOCA可以無縫兼容並與主要的操作系統和管理程序集成,並且為DOCA編寫的程序可以在BlueField-2 DPU和所有將來的版本上運行。

NVIDIA表示,包括華碩,Atos,戴爾技術,富士通,技嘉,New H3C,浪潮,聯想,雲技術和超微在內的服務器供應商都計劃將NVIDIA DPU產品集成到自己的服務器產品中。 其中。

此外,NVIDIA在此次會議上還推出了僅售59美元的邊緣計算套件NVIDIA Jetson NANO,以及包括Omniverse和Maxine在內的各種軟件工具,並宣布將通過GlaxoSmithKline構建英國歷史上最強大的軟件。 超級計算機Cambridge-1。

從NVIDIA近年來的佈局來看,從傳統的GPU圖形處理器產品向基於CUDA架構的人工智能計算產品的轉變為NVIDIA帶來了巨大的成功。 NVIDIA在2019年斥資69億美元收購了Mellanox,為進一步進入數據中心市場做準備。 我們必須知道,Mellanox的以太網產品和InfiniBand智能互連解決方案在數據中心市場中佔有很大的市場份額。 根據NVIDIA的說法,這些Mellanox產品已在全球超過一半的最快超級計算機和許多領先的超大規模數據中心中使用。

今年,NVIDIA再次斥資400億美元收購ARM,其真正目的可能是在利潤豐厚的數據中心市場上與英特爾直接競爭。

這次,新的BlueField DPU和DOCA架構的推出恰恰是NVIDIA在數據中心市場上對Intel提出積極挑戰的開始。

值得注意的是,在宣布收購ARM之後,黃仁勳公開表示NVIDIA“有可能”推出自己的ARM服務器CPU芯片。

NVIDIA CEO黃仁勳在GTC 2020主題演講結束時強調:“ ARM是世界上最受歡迎的CPU,我們將共同為NVIDIA生態系統提供NVIDIA加速器和人工智能計算技術。”

同時,黃仁勳宣布了一項重大舉措,以推廣ARM平台。 NVIDIA在以下三個方面進行投資:首先,NVIDIA將在GPU,網絡,存儲和安全技術方面對其合作夥伴ARM進行補充,以創建一個完整的加速平台; 其次,NVIDIA與ARM合作開髮用於高性能計算,雲,邊緣和PC應用程序的平台; 第三,NVIDIA正在將NVIDIA AI和NVIDIA RTX引擎遷移到ARM。

黃仁勳表示:“如今,這些功能只能在X86上使用,但是通過這些措施,ARM平台也將成為加速計算和人工智能計算的前沿!”