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中国数据处理器行业报告:数据处理器在电信市场的应用(22页)

行业报告下载 2021年08月14日 05:33 1 管理员

数据处理器由加速芯片(FPGA、ASIC、SoC)与网卡构成。不 同加速芯片在吞吐量、灵活性以及是否可编程有着不同的表现, 例如从吞吐量指标分析,ASIC吞吐量最大;SoC吞吐量最低; FPGA位于两者之间。从可编程性与灵活性分析,SoC最为优异; ASIC不具备可编程性;FPGA可编程,但FPGA对应的硬件编程 语言在编程复杂度上较繁琐,需要高效的编程框架(如 ClickNP)支持。当前,业界部分厂商推出基于“ASIC+GP”的数 据处理器,例如Mellanox(被英伟达收购)的BlueField系列, 解决ASIC可编程性不足以及GP性能不足的,寻求灵活性与性 能之间平衡点。 目前,市场上数据处理器主流的技术路径为FPGA与SoC,其中 FPGA成本较高,多为云计算厂商巨头自研。SoC研发成本与难 度相对较低,更适合初创企业。在NFV场景下,虚拟机与网卡之间数据交换的通路主要包括两 大类技术,分别是软交换(OvS或OvS+DPDK)或硬直通的方 式(SR-IOV)。当前,软交换技术具备灵活性强、虚拟机无绑 定、端口数量无限制、支持虚拟机热迁移等优势,更迎合边缘 场景网络需求,成为主流的数据通路交换技术。硬直通的方式 (SR-IOV)VF驱动与虚拟机紧耦合、虚拟机热迁移方案不完 善等导致的灵活性差、组网复杂,导致使用场景受限。

然而,软交换方式小包(64B、128B)转发能力差,并且存在 CPU消耗问题。当前针对25G网卡,OvS占有3-4个物理核资源, 随着数据中心向100G网卡发展,届时OvS绑核的数目会大幅增 加,占用原本提供给上层应用的宝贵计算资源。为了解决软交 换技术占用物理核资源的问题,运营商考虑在底层通用服务器 中引入数据处理器,负责OvS卸载,利用加速硬件提高转发能 力,释放软件占用的CPU资源。提速降费以及无限量套餐的普及推动核心网数据转发量的增长。 自4G时代起,移动数据流量呈几何倍数增长,驱动电信数据中 心带宽升级。5G时代,AR/VR、4K/8K高清视频、智能驾驶等 大带宽应用将进一步驱动带宽升级。随着带宽需求增加,5G UPF使用100G网卡是未来的发展趋势。高吞吐代表大量并行数 据包处理工作,CPU本身的串行处理机制在大吞吐场景下存在 局限性,加速硬件如数据处理器的并行处理能力在高吞吐需求 下具备更强优势,协助CPU应对高速增长的流量。 边缘机房场景受限,CPU堆叠算力的方式失效 为满足业务的低时延需求,UPF下沉部署至边缘机房。由于机 房的电力、承重无法按照核心机房要求建设,且空间较小,运 营商通过引入数据处理器提高单设备转发能力,从而减少服务 器数量,并降低边缘节点运维难度。

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标签: 3C电子|微纳电子|家电

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