Technologie und Einsatz von SmartNICs

Netzwerkdoping

Verschiedene Hersteller versprechen mit SmartNICs bahnbrechende Fortschritte im Bereich der Netzwerkdatenverarbeitung. Denn über Server-Performance oder Netzwerkdurchsatz allein lassen sich Anforderungen moderner Rechenzentren oft nicht mehr bewältigen. Die intelligenten Netzwerkkarten lassen sich programmieren und nehmen dem Betriebssystem Teile der TCP/IP-Verarbeitung ab.
Die IT-Landschaften in Unternehmen werden zunehmend komplexer und dynamischer. Dieser Trend dürfte auch im neuen Jahr anhalten. Zum Jahresauftakt beleuchtet ... (mehr)

Den größten Schub haben SmartNICs durch das 3-D-Rendering erhalten. Dies ist insofern eine interessante Aufgabe, als dass die zu erledigenden Berechnungen im Allgemeinen ähnlich sind. Daraus folgt, dass sie sich durch hochoptimierte Prozessoren, die mit ihrer einfachen Architektur schneller als normale CPUs arbeiten, geradezu ideal abarbeiten lassen. Hier ergibt sich eine Analogie zum IT-Betrieb, denn die im TCP/IP- beziehungsweise Netzwerkbereich auftretenden Aufgaben sind ebenfalls sehr ähnlich sowie einfach. Dabei gilt es, Payloads zu verpacken und mit Headern zu versehen sowie eingehende Pakete zu verteilen. Gelegentlich fällt darüber hinaus noch das Berechnen einer Prüfsumme an – kurzum nichts, worüber ein heutiger Prozessor in die Knie ginge.

Bei Überlegungen zu SmartNICs ist es empfehlenswert, ein wenig Hintergrundwissen zu den verschiedenen Prozessortypen zu haben. Als Erstes haben wir den General-Purpose-Prozessor, die gute, alte "CPU", also eine auf ARM oder x86 basierte Recheneinheit, die beliebig komplizierte Programme ausführt. Der FPGA (Field Programmable Gate Array) ist ein "Feld" aus Logikgattern (Schaltkreise für boolesche Funktionen), das ein als Bit- oder Byte-Stream bezeichnetes Programm konfiguriert. Ein FPGA nimmt dann entweder eine als "Softcore" bezeichnete CPU oder aber eine beliebige andere Digitalschaltung auf. Zu guter Letzt gibt es ASIC (Application Specific Integrated Circuit). Dies ist im Allgemeinen eine Gatterschaltung, die eine bestimmte Aufgabe wie zum Beispiel das Encodieren von Filmmaterial sehr schnell erledigt, aber nicht programmierbar ist.

TCP beschleunigen

Die einfachste Art der Kommunikation bei TCP/IP ist das "Bit-Banging". Dies beschreibt, dass die CPU permanent einen physischen Pin ein- und ausschaltet, um eine nicht in Hardware vorhandene Schnittstelle zu emulieren. Eine fortschrittlichere

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Ausgabe /2021