IPU là gì?

Intel phát hành IPU (Infrastructure Processing Unit), giống như SmartNIC, nhằm tăng cường khả năng xử lý, kết nối mạng và lưu trữ bằng cách giải phóng CPU của máy tính.

Trong blog này, bạn sẽ tìm hiểu IPU là gì, nó làm gì và tại sao nó lại quan trọng. Chúng tôi cũng sẽ giới thiệu cho bạn một IPU mà chúng tôi hiện đang triển khai cho một nền tảng mạng.

IPU – Infrastructure Processing Unit là gì?

Được Intel phát hành vào năm 2021, IPU hay đơn vị xử lý cơ sở hạ tầng, là một thiết bị mạng có thể lập trình được thiết kế để cho phép các nhà cung cấp dịch vụ liên lạc và đám mây giảm chi phí hoạt động và giải phóng hiệu suất cho CPU.

Giống như SmartNIC, IPU nhằm mục đích giải quyết sự phức tạp và kém hiệu quả trong các trung tâm dữ liệu do quá tải thông tin.

Mục tiêu chính của IPU là cho phép khách hàng sử dụng tài nguyên tốt hơn bằng giải pháp an toàn, có thể lập trình và ổn định cho phép họ cân bằng giữa xử lý và lưu trữ.

IPU hoạt động như thế nào?

IPU là một thiết bị mạng có thể lập trình quản lý thông minh tài nguyên cơ sở hạ tầng cấp hệ thống bằng cách tăng tốc an toàn các chức năng đó trong trung tâm dữ liệu.

Nó cho phép các nhà khai thác đám mây chuyển sang kiến trúc mạng và lưu trữ được ảo hóa hoàn toàn trong khi vẫn duy trì hiệu suất, khả năng dự đoán và kiểm soát ở mức độ cao.

IPU có chức năng chuyên dụng để tăng tốc các ứng dụng hiện đại được xây dựng bằng kiến trúc dựa trên vi dịch vụ trong trung tâm dữ liệu.

Do đó, nhà cung cấp đám mây có thể quản lý an toàn các chức năng cơ sở hạ tầng đồng thời cho phép khách hàng của mình kiểm soát hoàn toàn các chức năng của CPU và bộ nhớ hệ thống.

Các tính năng chính của IPU là gì?

Có bốn tính năng chính của IPU:

Tăng tốc cơ sở hạ tầng thông minh cao
Bảo mật, kiểm soát và cách ly cấp hệ thống
Các framework phần mềm phổ biến
Phần cứng và phần mềm có thể lập trình được, được xây dựng theo nhu cầu của khách hàng

Tại sao IPU lại quan trọng?

IPU có khả năng:

Tăng tốc các chức năng cơ sở hạ tầng, bao gồm ảo hóa lưu trữ, ảo hóa mạng và bảo mật bằng các trình tăng tốc giao thức chuyên dụng.
Giải phóng CPU bằng cách chuyển các chức năng ảo hóa mạng và lưu trữ đã được thực hiện trước đây trong phần mềm trên CPU sang IPU.
Cải thiện việc sử dụng trung tâm dữ liệu bằng cách cho phép bố trí khối lượng công việc linh hoạt.
Cho phép các nhà cung cấp dịch vụ đám mây tùy chỉnh triển khai chức năng cơ sở hạ tầng với tốc độ của phần mềm.

Ở quy mô lớn hơn, các trung tâm dữ liệu đang phát triển sẽ yêu cầu một kiến trúc thông minh mới, nơi các hệ thống điện toán phân tán quy mô lớn hoạt động cùng nhau được kết nối liền mạch dưới dạng một nền tảng duy nhất.

Điều này sẽ giúp giải quyết các thách thức hiện nay về tài nguyên bị mắc kẹt, luồng dữ liệu bị tắc nghẽn và bảo mật nền tảng không tương thích.

Trong kiến trúc mới này, sẽ có ba loại điện toán: CPU dành cho điện toán cho mục đích chung, XPU (đơn vị đa nền tảng) để tăng tốc dành riêng cho ứng dụng hoặc khối lượng công việc cụ thể và IPU dành cho tăng tốc cơ sở hạ tầng.

Tất cả ba loại sẽ được kết nối thông qua các mạng có thể lập trình để sử dụng hiệu quả các tài nguyên của trung tâm dữ liệu.

Các trung tâm dữ liệu đang phát triển sẽ yêu cầu một kiến trúc thông minh mới, nơi các hệ thống điện toán phân tán quy mô lớn hoạt động cùng nhau được kết nối liền mạch dưới dạng một nền tảng duy nhất.

Hãy xem xét một IPU mà chúng ta hiện đang làm việc: Intel IPU SoC (hệ thống trên chip).

SoC IPU của Intel

Hiện tại, Trenton Systems đang kết hợp IPU SoC của Intel vào một nền tảng mạng mà chúng tôi đang tạo cho các ứng dụng của chính phủ và quân đội.

Intel IPU SoC có ba tính năng chính:

Sẵn sàng cho Hyperscale : Nó được đồng thiết kế với một nhà cung cấp đám mây hàng đầu với các bài học tích hợp từ nhiều thế hệ SmartNIC Intel FPGA (Field Programmable Gate Array) để mang lại hiệu suất cao trong khối lượng công việc thực với tính bảo mật và cách ly ngay từ đầu.
Đổi mới công nghệ : Nó có một công cụ xử lý gói có khả năng lập trình cao, giao diện lưu trữ NVMe được mở rộng từ Công nghệ Intel Optane , truyền tải đáng tin cậy thế hệ tiếp theo, mật mã tiên tiến và tăng tốc nén.
Phần mềm: Nó có đồng thiết kế Phần mềm/Phần cứng/Accel, sử dụng P4 Barefoot, đòn bẩy và Bộ công cụ phát triển mặt phẳng dữ liệu mở rộng (DPDK) và Bộ công cụ phát triển hiệu suất lưu trữ (SPDK).

Lời kết

IPU là một thành phần quan trọng của kiến trúc máy tính nhằm tìm cách giảm tải các tác vụ từ bộ xử lý của máy tính chủ để tăng cường kết nối mạng, xử lý và lưu trữ.

Với khả năng tăng tốc cơ sở hạ tầng, bảo mật cấp hệ thống cũng như phần cứng và phần mềm có thể tùy chỉnh, IPU có thể giúp cung cấp khối lượng công việc AI/ML/DL an toàn, tăng tốc và tăng cường phân tích dữ liệu lớn để cung cấp thông tin chi tiết hữu ích trong thời gian thực.

Thông qua ảo hóa hoàn toàn các khả năng quan trọng, IPU cho phép người dùng và quản trị viên trung tâm dữ liệu tránh tình trạng quá tải thông qua khả năng dự đoán, hiệu suất và kiểm soát nâng cao.

____
Bài viết liên quan