ザイリンクス、業界初となるスマートNIC「Alveo U25」を発表、OAMフォームファクターのFPGAも搭載

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ザイリンクスは、Alveo U25 SmartNICの発表により、業界初のSmartNICプラットフォームを発表した。クラウドサービスプロバイダー、通信事業者、プライベートクラウドデータセンター事業者を対象とし、ネットワーク、ストレージ、コンピューティングアクセラレーション機能を単一デバイスに統合する。

背景を説明すると、ネットワークインターフェースカード（NIC）は、ローカルイーサネットネットワークへの接続を提供するアダプタです。現在のNICは最大100Gbpsに対応しており、次世代では200Gbpsや400Gbpsが実現されるでしょう。SmartNICはNICにさらなる計算機能を追加し、主にFPGAをベースとしています。 

これらのコンピューティング能力は、暗号化、復号化、ファイアウォール、TCP/IP、HTTP処理など、通常はCPUが実行するタスクのオフロードを可能にします。そのため、ネットワークの需要とコストが増大する中で、サーバーI/Oに起因するデータのボトルネックを解消し、効率性と総所有コスト（TCO）を大幅に向上させることができます。

Alveo U25は、基本的なNIC機能に加え、包括的なSmartNICプラットフォームにより、完全なプログラマビリティとターンキー・アクセラレーション・アプリケーションをサポートします。ザイリンクスによると、ソフトウェア定義ネットワーク（SDN）、仮想スイッチング、ネットワーク機能仮想化（NFV）、NVMe-oF、電子商取引、AI推論、ビデオトランスコーディング、データ分析など、業界で最も複雑なワークロードにも対応可能です。

このプラットフォームからすぐに使えるアクセラレーション（「プラグアンドプレイ」）を備えた最初のアプリケーションは、Open vSwitch（OVS）のオフロードとアクセラレーションです。ザイリンクスによると、OVS処理の90%以上をオフロードすることで、パケットスループットを5倍以上向上させるとのことです。将来的には、ターンキーソリューションも提供予定です。計画されているソリューションには、「IPSec、SSL/TLS、AES-256/128、分散ファイアウォールなどのセキュリティ機能に加え、AI推論アクセラレーション」が含まれます。

Alveo U25 SmartNIC は早期アクセス顧客向けにサンプル提供されており、一般提供は 2020 年第 3 四半期に予定されています。

OCP 3.0 イーサネット アダプタと OAM の概念実証

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Xilinx はまた、Open Compute Project (OCP) Spec 3.0 フォーム ファクターの初の XtremeScale イーサネット アダプタ カードと、世界初の FPGA ベースの OCP アクセラレータ モジュール (OAM) の概念実証も発表しました。

XtremeScale X2562 10/25Gb イーサネットアダプタカードは、電子商取引環境やエンタープライズデータセンター向けに設計されています。ザイリンクスによると、サブマイクロ秒のレイテンシと高いスループットに加え、数千の仮想NICへのリアルタイムのパケットおよびフロー情報を提供する超大規模接続性を備えています。X2562は現在サンプル出荷中で、2020年第2四半期に提供開始予定です。

Open Compute Accelerator Module (OAM) FPGAの概念実証は、8GBのHBMメモリを搭載した16nm Xilinx UltraScale+ VU37P FPGAをベースとしています。メザニンベースのこのカードは、Open Accelerator Infrastructure (OAI)に準拠しており、分散アクセラレーションに使用される豊富なモジュール間システムトポロジーを実現する7つの25Gbps x8リンクをサポートします。

議論

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スマートNICは比較的新しい市場ですが、成長を続けています。ザイリンクス社によると、2024年までに6億ドル規模の市場に成長し、世界のイーサネットアダプタ市場の23%を占めると予測されています。スマートNICは、CPUコアをビジネスアプリケーションに解放することでサーバー利用率を向上させるため、クラウドサービスプロバイダにとって大きな関心事となっています。ザイリンクス社によると、データセンターのコンピューティングリソースの最大30%がネットワークI/O処理に割り当てられているとのこと。また、ネットワークのコアからエッジまで、幅広い分野で大きな可能性を秘めています。

しかしザイリンクスは、スマートNICの導入には多額の研究開発投資が必要となるという課題もあると指摘し、Alveo U25プラットフォームはプラグアンドプレイのエクスペリエンスを提供することで、スマートNICへのアクセスを容易にすると主張しています。これは特に、Tier 1以外の小規模なクラウドサービスプロバイダーやデータセンター事業者にとって有益です。

ザイリンクスがSmartNICプラットフォームを初めて提供するという主張が正しいかどうかは定かではありません。インテルは2018年半ばに、20nmプロセスによるArria 10をベースにした独自のCascade Glacierプラットフォームを発表しました。当時、同社はサンプル出荷中で、2019年第1四半期に製品提供を開始すると発表していましたが、それ以降、詳細は明らかにしていません。一方、Napatechは2018年末に、Arria 10向けのSmartNICソフトウェアの提供開始を発表しました。

2019年12月下旬、TechTimeは、Intelがイスラエルに新しいSmartNIC開発チームを構築し、主任パフォーマンスアーキテクトを探していると報じました。