Xilinx は本日、アクセラレーションを FPGA にオフロードするだけでなく、16 個の Arm CPU コアを搭載したオンボード NXP チップにもオフロードするネットワーク カードを発売します。
Cortex-A72 ArmコアクラスターはLinux（UbuntuとYoctoをサポート）を実行することが想定されており、コントロールプレーンとして機能します。一方、ゲートアレイはデータプレーンとして機能し、カードに出入りするパケットを処理します。CPUパワーの増強は、顧客がボード上でアプリケーションソフトウェアやサービスを実行するだけでなく、ハードウェアアクセラレーションも活用したいという要望の表れと言えるでしょう。ホストシステムではRed Hat Enterprise LinuxとUbuntuがサポートされています。
Alveo SN1000は、ネットワーク インターフェイスにインテリジェンスを追加することから「スマート NIC」と呼ばれており、昨年3月に発売されたU25と、その前年に発売されたU50の後継機種です。ちなみに、U25はクアッドコアArm Cortex-A53クラスターを搭載していました。
本日の発表で、VMware の副社長 Lee Caswell 氏は、「Xilinx Alveo SN1000 Smart NIC の構成可能性」について、漠然としながらも肯定的な発言をしました。これは、この仮想化の巨人が、ESXi-on-Arm ハイパーバイザーとゲストを Xilinx の新しいデバイスを含むスマート NIC に配置すること、または少なくともそのソフトウェアをカードで動作させることに依然として関心を持っていることを私たちに信じさせようとしています。
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このファミリーの目的は、企業がこれらのカードをサーバーなどの機器に搭載し、特定のワークロードをオンボードFPGAに転送することで、ハードウェアでの処理を高速化し、ホストCPUコアをこれらのタスクから解放できるようにすることです。具体的に何をオフロードするかは、お客様次第です。ステートフルファイアウォール、ロードバランシング、IPsec、TLS、NVMe-over-TCP、Virtio.blkストレージアクセス、データ圧縮など、様々な機能を実現できます。
これは、たとえば C/C++ でプログラムし、ゲート アレイ用の Xilinx Vitis を使用してコンパイルできます。Verilog や VHDL を書いて一日を台無しにする必要はありません (興味がない限り)。または、Xilinx の App Store からソフトウェア コンポーネントを追加することもできます。
重要なのは、この加速はほんの一瞬で即座に変更できるということだ。そのため、カードが入っているボックスに新しい作業セットが割り当てられると、必要に応じてプログラミングを変更して適応し、加速できるという。
現時点では、これらのカードは一部のクラウドプラットフォームやハイパースケーラーの関心を集めていますが、テクノロジーへの投資には保守的な傾向にある企業からは、それほど大きな関心は感じられません。スマートNIC、あるいはデータ処理ユニットと呼ばれるものも、時折登場しています。ハードウェアは既に存在し、ソフトウェアサポートもその周囲に広がりつつあるのは明らかです。しかし、一般顧客の勢いはそれほどではないと感じています。AMDがXilinxを買収しようとしており、これがFPGAオフロードの動きに火をつけるきっかけになるかもしれません。
SN1000
ハードウェアといえば、Alveo SN1000には何が搭載されているのでしょうか？具体的には、Xilinxは3月に一般販売開始予定のフルハイト、ハーフレングスのPCIe 4カード「SN1022」からスタートします。これには、TSMC製の16nm UltraScale+ XCU26 FPGA、2GHzで動作する16個の64ビットCortex-A72コアと8MBのキャッシュを搭載したNXPプロセッサ（特筆すべき性能ではありませんが、Arm製品群の最上位機種ではありません）、そして16nm NXP LX2162Aシステムオンチップ（システムオンチップ）用の4GB DDR4-2400 RAM、FPGA用の同8GB RAMが搭載されています。XCU26には100万個のLUTが搭載されていると言われています。
100Gbps QSFP28ポートを2つ搭載し、全二重スループットは全体で200Gbps、最大1億パケット/秒の処理能力、TCPスループットは100Gbps、IPsec暗号化スループットは100Gbps、消費電力は75Wとされています。その他にも、ハードウェアベースのパケット処理、ネットワークストレージアクセラレーション、仮想化サポート、ハードウェアによる信頼のルートなど、様々な機能が搭載されています。製品概要の詳細は本日中にこちらに掲載される予定です。
でも待って、まだある
ザイリンクスは、FPGAベースのハードウェア上で動作する機械学習ソフトウェアスイート群も展示します。これらのソフトウェアは、現在流行しているものの、一部の人にとっては不安材料となるタスクを高速化するために、同社のシリコンを活用します。具体的には、顔認識、車両ナンバープレート認識、マスク検出、群衆カウント、道路交通監視、物体検出・分類などです。ザイリンクスの広報担当者によると、同社は正当なビジネスアプリケーションを持つ顧客に自社の技術を販売しています。その顧客の一つが、中国のクラウド大手テンセントです。同社は、カメラ映像とAIを用いて建物内の人々を監視する技術を顧客に提供しています。
以下は、各スイートに必要なハードウェアの表です。これは、Xilinx のスマート ワールド Web ページに記載されています。
ザイリンクスが提供するスマートワールドソリューションとそれに必要なハードウェアを示す表…クリックして拡大。出典：ザイリンクス
最後に、前述の Vitis 開発環境が更新され、ザイリンクスの Alveo チップを使用してサブマイクロ秒のレイテンシの電子株式市場取引機器を構築するためのリファレンス デザインが含まれるようになりました。®
