Компания International Data Corporation (IDC) подвела итоги исследования мирового рынка сетевого оборудования корпоративного класса в III квартале уходящего года. Продажи Ethernet-коммутаторов и маршрутизаторов сократились в годовом исчислении.

В сегменте коммутаторов выручка в период с июля по сентябрь включительно составила $10,8 млрд. Это на 7,9 % меньше по сравнению с III четвертью 2023 года. В секторе решений для дата-центров выручка поднялась на 18,0 % в годовом исчислении, в секторе решений для прочих корпоративных заказчиков, напротив, сократилась на 24,7 %. Аналитики отмечают, что спрос на ЦОД-оборудование подпитывается внедрением ИИ-приложений, которые создают высокую нагрузку на каналы передачи данных.

Объём реализации коммутаторов стандартов 200/400GbE для дата-центров увеличился в денежном выражении на 126,3 % по отношению к III кварталу 2023 года. В сегменте коммутаторов, не связанных с ЦОД, продажи устройств 1GbE рухнули на 25,6 % в годовом исчислении.

Источник изображения: IDC

С географической точки зрения в США общий рынок коммутаторов Ethernet сократился на 6,5 % год к году. В Западной Европе падение составило 11,9 %, в Центральной и Восточной Европе — 17,8 %. В Азиатско-Тихоокеанском регионе, за исключением Японии и Китая, отмечено снижение на 8,7 % в годовом исчислении. В КНР продажи остались примерно на прошлогоднем уровне. В список крупнейших мировых поставщиков коммутаторов Ethernet входят Cisco, Arista Networks, Huawei, HPE и H3C с долями соответственно 37,2 %, 13,6 %, 9,7 %, 5,3 % и 4,1 %.

Продажи маршрутизаторов в III квартале 2024 года сократились на 17,4 % по сравнению с 2023-м — до $3,1 млрд. На поставщиков услуг пришлось 70,8 % от общего объёма рынка, а падение год к году составило 22,3 %. Корпоративный сегмент обеспечил 29,2 % продаж с падением на 2,4 %.

Крупные облачные провайдеры давно осознали пользу, которую могут принести DPU и активно применяют подобного рода решения. В частности, AWS давно использует платформу Nitro, Google разработала DPU при поддержке Intel, а Microsoft активно готовит к запуску собственную платформу под названием MANA.

Основой MANA является кастомный чип SoC, разработанный специально с учётом обеспечения высокой пропускной способности, стабильности подключения и низкой латентности. DPU на его основе обеспечивает пропускную способность до 200 Гбит/с, а также поддерживает подключение удалённого хранилища данных на скоростях до 10 Гбайт/с при производительности до 400 тыс. IOPS. Отметим, что ранее AMD заявила о появлении DPU Pensando в облаке Azure, а сама Microsoft в прошлом году поглотила разработчика DPU Fungible.

Изображение: Microsoft

MANA является частью услуги Azure Boost и берёт на себя управление всеми аспектами виртуализации, включая работу с сетью и данными, а также функции управления хост-системой. Перенос этих функций на отдельную платформу не просто улучшает производительность и масштабируемость, но и обеспечивает дополнительный слой безопасности. MANA уже задействованы в инфраструктуре Azure и подтвердили высочайшую скорость при работе с внешними хранилищами данных для инстансов Ebsv5, а также отличную пропускную способность и низкую латентность сетевого канала для всех инстансов семейств Ev5 и Dv5.

MANA поддерживает Windows и Linux, а для более тонкой работы с аппаратной частью ускорителя можно задействовать DPDK. В части информационной безопасности следует отметить наличие криптоядра, соответствующего стандартам FIPS 140. В настоящее время сервис Azure Boost доступен в качестве превью. Компания приглашает к сотрудничеству партнёров и клиентов с высокими запросами к характеристикам сетевого канала и хранилищ.

В форм-факторе плат расширения PCIe существует множество устройств, включая, к примеру, маршрутизаторы. Но NVIDIA AX800 выводит это понятие на новый уровень — здесь плата расширения являет собой полноценный высокопроизводительный сервер. Плата включает DPU BlueField-3, который располагает 16 ядрами Cortex Arm-A78, дополненных 32 Гбайт RAM, а также ускоритель A100 (80 Гбайт). Новинкая является наследницей карты A100X, но с гораздо более производительным DPU.

Источник изображений здесь и далее: NVIDIA

На борту также имеется eMMC объёмом 40 Гбайт, два 200GbEпорта (QSFP56). Плата выполнена в форм-факторе FHFL, имеет пассивное охлаждение и предельный теплопакет 350 Вт. Дополнительно предусмотрен порт 1GbE для удалённого управления для BMC ASPEED AST2600, так что речь действительно идёт о полноценном сервере. На PCB имеются гребёнки разъёмов NVLink — данное решение может работать не в одиночку, а в составе высокоплотного многопроцессорного сервера.

NVIDIA AX800 позволяет построить полностью ускоряемый стек 5G vRAN

NVIDIA позиционирует новинку как решение для систем 5G vRAN, но также она может найти место и в высокоплотных системах периферийных системах для ИИ-задач. В качестве программной платформы предлагается Aerial 5G vRAN. Плата ускоряет обработку L1/L2-трафика 5G и способна предложить до 36,56 и 4,794 Гбит/с нисходящей и восходящей пропускной способности (4T4R). Платформа поддерживает масштабирование от 2T2R до 64T64R (massive MIMO). А поддержка MIG позволяет гибко перераспределять нагрузки ИИ и 5G.

Компания Dell'Oro Group обнародовала результаты исследования глобального рынка коммутаторов для дата-центров в последней четверти 2022 года. Сообщается, что отрасль пятый квартал подряд демонстрирует рост на двузначные числа процентов, что отражает продолжающееся развитие облачных провайдеров и площадок гиперскейлеров.

В IV квартале 2022-го поставки ЦОД-коммутаторов поднялись на 15 % в годовом исчислении, установив новый рекорд. По итогам минувшего года в целом также зафиксированы рекордные показатели. Рост выручки наблюдался во всех регионах, кроме Китая, где падение в последней четверти 2020 года составило почти 20 %. До этого отрицательная динамика в КНР наблюдалась только в I квартале 2020-го, что объяснялось ограничениями в связи с пандемией COVID-19. Но тогда спад был незначительным, и за ним последовало быстрое восстановление.

Ключевой вклад в рост выручки внесла компания Arista Networks, получившая крупный заказ от Meta✴. За Arista следует Juniper. Доля выручки Arista в течение IV квартала прошлого года выросла почти на 7 %, а по итогам 2022-го в целом превысила 20 %. Годовые поставки устройств класса 200G/400G достигли почти 10 млн портов, что составляет более 10 % от общего объёма продаж. В денежном выражении на такие решения пришлось почти 20 % выручки. Спрос на продукты 200G/400G остаётся высоким среди гиперскейлеров — Google, Amazon, Microsoft и Meta✴.

Изображение: Meta/OCP

«На поставщиков облачных услуг пришлось более 80 % роста продаж в течение квартала. Хотя эти сильные показатели соответствовали нашим ожиданиям, значительное снижение в Китае стало неожиданностью. Спад в КНР можно объяснить различными факторами, в том числе сокращением расходов крупных китайских поставщиков облачных услуг, таких как Alibaba и Tencent, ограничениями в связи с COVID-19 и влиянием обменных курсов валют», — отмечает Dell'Oro Group.

Весной Intel анонсировала свои первые DPU (Data Processing Unit), которые она предпочитает называть IPU (Infrastructure Processing Unit), утверждая, что такое именования является более корректным. Впрочем, цели у этого класса устройств, как их не называй, одинаковые — перенос части функций CPU по обслуживанию ряда подсистем на выделенные аппаратные блоки и ускорители.

Классическая архитектура серверных систем такова, что при работе с сетью, хранилищем, безопасностью значительная часть нагрузки ложится на плечи центральных процессоров. Это далеко не всегда приемлемо — такая нагрузка может отъедать существенную часть ресурсов CPU, которые могли бы быть использованы более рационально, особенно в современных средах с активным использованием виртуализации, контейнеризации и микросервисов.

Для решения этой проблемы и были созданы DPU, которые эволюционировали из SmartNIC, бравших на себя «тяжёлые» задачи по обработке трафика и данных. DPU имеют на борту солидный пул вычислительных возможностей, что позволяет на некоторых из них запускать даже гипервизор. Однако Intel IPU имеют свои особенности, отличающие их и от SmartNIC, и от виденных ранее DPU.

Новый класс сопроцессоров Intel должен взять на себя все заботы по обслуживанию инфраструктуры во всех её проявлениях, будь то работа с сетью, с подсистемами хранения данных или удалённое управление. При этом и DPU, и IPU в отличие от SmartNIC полностью независим от хост-системы. Полное разделение инфраструктуры и гостевых задач обеспечивает дополнительную прослойку безопасности, поскольку аппаратный Root of Trust включён в IPU.

Это не единственное преимущество нового подхода. Компания приводит статистику Facebook✴, из которой видно, что иногда более 50% процессорных тактов серверы тратят на «обслуживание самих себя». Все эти такты могут быть пущены в дело, если за это обслуживание возьмётся IPU. Кроме того, новый класс сетевых ускорителей открывает дорогу к бездисковой серверной инфраструктуре: виртуальные диски создаются и обслуживаются также чипом IPU.

Первый чип в новом семействе IPU, получивший имя Mount Evans, создавался в сотрудничестве с крупными облачными провайдерами. Поэтому в нём широко используется кремний специального назначения (ASIC), обеспечивающий, однако, и нужную степень гибкости, За основу взяты ядра общего назначения Arm Neoverse N1 (до 16 шт.), дополненные тремя банками памяти LPDRR4 и различными ускорителями.

Сетевая часть представлена 200GbE-интерфейсом с выделенным P4-программируемым движком для обработки сетевых пакетов и управления QoS. Дополняет его выделенный IPSec-движок, способный на лету шифровать весь трафик без потери скорости. Естественно, есть поддержка RDMA (RoCEv2) и разгрузки NVMe-oF, причём отличительной чертой является возможность создавать для хоста виртуальные NVMe-накопители — всё благодаря контроллеру, который был позаимствован у Optane SSD.

Дополняют этот комплекс ускорители (де-)компресии и шифрования данных на лету. Они базируются на технологиях Intel QAT и, в частности, предложат поддержку современного алгоритма сжатия Zstandard. Наконец, у IPU будет выделенный блок для независимого внешнего управления. Работать с устройством можно будет посредством привычных SPDK и DPDK. Один IPU Mount Evans может обслуживать до четырёх процессоров. В целом, новинку можно назвать интересной и более доступной альтернативной AWS Nitro.

Также Intel представила платформу Oak Springs Canyon с двумя 100GbE-интерфейсами, которая сочетает процессоры Xeon-D и FPGA семейства Agilex. Каждому чипу которых полагается по 16 Гбайт собственной памяти DDR4. Платформа может использоваться для ускорения Open vSwitch и NVMe-oF с поддержкой RDMA/RocE, имеет аппаратные криптодвижки т.д. Наличие FPGA позволяет выполнять специфичные для конкретного заказчика задачи, но вместе с тем совместимость с x86 существенно упрощает разработку ПО для этой платформы. В дополнение к SPDK и DPDK доступны и инструменты OFS.

Наконец, компания показала и референсную плаформу для разработчиков Intel N6000 Acceleration Development Platform (Arrow Creek). Она несколько отличается от других IPU и относится скорее к SmartNIC, посколько сочетает FPGA Agilex, CPLD Max10 и сетевые контроллеры Intel Ethernet 800 (2 × 100GbE). Дополняет их аппаратный Root of Trust, а также PTP-блок.

Работать с устройством можно также с помощью DPDK и OFS, да и функциональность во многом совпадает с Oak Springs Canyon. Но это всё же платформа для разработки конечных решений ODM-партнёрами Intel, которые могут с её помощью имплементировать какие-то специфические протоколы или функции с ускорением на FPGA, например, SRv6 или Juniper Contrail.

IPU могут стать частью высокоинтегрированной ЦОД-платформы Intel, и на этом поле она будет соревноваться в первую очередь с NVIDIA, которая активно продвигает DPU BluefIeld, а вскоре обзаведётся ещё и собственным процессором. Из ближайших интересных анонсов, вероятно, стоит ждать поддержку Project Monterey, о которой уже заявили NVIDIA и Pensando.