SmartNIC i DPU: optyka na programowalnych adapterach
Data processing unit (DPU) albo SmartNIC to karta NIC z własnymi procesorami, pamięcią i systemem operacyjnym, umieszczona między magistralą PCIe serwera a siecią. Dla optyki na klatce nic się nie zmienia — te same moduły i kable QSFP56/QSFP112/OSFP — ale podmiotem, który odczytuje moduł, stosuje politykę i konfiguruje szybkość oraz FEC, jest teraz mały komputer na karcie, często uruchamiający stos Linux albo podobny do SONiC. Ta strona wymienia obecne rodziny DPU i ich porty, wyjaśnia, gdzie mieszka zarządzanie modułem, i opisuje konsekwencje specyficzne dla optyki: moc, chłodzenie, klatki twin-port i sieci back-end AI.
Rodziny i porty
| Rodzina | Generacja | Porty | Klatki | PCIe hosta | Rdzenie |
|---|---|---|---|---|---|
| Nvidia BlueField-2 | 2020 | 2 × 25/100G albo 1 × 200G | SFP56 / QSFP56 | Gen 4 x16 | 8 × Arm A72 |
| Nvidia BlueField-3 | 2023 | 2 × 200G albo 1 × 400G; warianty SuperNIC 400G | QSFP112 / OSFP | Gen 5 x16 | 16 × Arm A78 |
| Nvidia ConnectX-8 SuperNIC | 2024–25 | 1 × 800G albo 2 × 400G | OSFP (twin-port) / QSFP112 | Gen 6 x16 | (NIC + ograniczona programowalność) |
| AMD Pensando Elba / Giglio / Salina (400) | 2021–25 | 2 × 100/200G; 2 × 400G | QSFP56 / QSFP112 | Gen 4/5 x16 | 16 × Arm A72/N1 + potok P4 |
| Intel IPU E2000 (Mount Evans) | 2022 | 2 × 100G (200G łącznie) | QSFP28/56 | Gen 4 x16 | 16 × Arm N1 + P4 |
| Marvell Octeon 10 DPU | 2022 | do 400G łącznie | QSFP-DD | Gen 5 | Arm N2 |
| Microsoft/Fungible, Napatech, Xilinx Alveo SN1000 | różne | 2 × 100G | QSFP28 | — | FPGA / MIPS |
Klatki portów i szybkości podlegają tym samym regułom co w zwykłych kartach NIC (Porty NIC i PCIe).
Gdzie mieszka zarządzanie modułem
| Tryb | Kto odczytuje moduł | Narzędzia |
|---|---|---|
| Tryb embedded / DPU (portami zarządza strona Arm) | własny system DPU (Ubuntu/DOCA, SONiC-DASH, Linux producenta) przez swój sterownik | ethtool -m, mlxlink po stronie Arm; host widzi tylko funkcje wirtualne |
| Tryb rozdzielony host / NIC | sterownik hosta, jak w ConnectX | host ethtool, mlxlink (Narzędzia NIC) |
| Tryb ograniczony | kontrolę sprawuje DPU, host nie może zmieniać ustawień łącza | polityka wymuszana na DPU |
Konsekwencje: firmware i ustawienia łącza (szybkość, FEC, breakout) konfiguruje się na DPU (mlxconfig, narzędzia DOCA, Pensando penctl), i przetrwają one restart hosta; moduł odrzucony albo obniżony przez DPU jest niewidoczny dla administratora hosta, dopóki nie odczyta on logów DPU. Sama polityka modułów jest pobłażliwa u Nvidia i AMD (parsuje dowolny EEPROM), tak jak w ich kartach NIC (Kompatybilność optyki w kartach NIC).
Moc i chłodzenie
| Pozycja | Rzeczywistość DPU |
|---|---|
| Moc karty | 75–150 W (BlueField-3 ~150 W ze złączem pomocniczym) — sama karta jest gorętsza niż jakikolwiek moduł na niej |
| Budżet klatki | klatki QSFP112/OSFP dobrane pod moduły 15–20 W; sprawdzić specyfikację karty |
| Przepływ powietrza | karty full-height w serwerach GPU dzielą gorący korytarz z GPU; temperatura DDM modułu 60–70 °C jest normalna, alarmy od 75+ (Klasy temperaturowe) |
| OSFP twin-port | jedna klatka OSFP przenosi 2 × 400G; moduł (albo DAC/AOC twin-port) to pojedyncze urządzenie klasy 800G z własnym radiatorem (OSFP) |
| Wybór optyki | DAC, gdy ToR jest w zasięgu 2 m, w innym razie AOC albo 400G/800G DR/FR; warianty LPO obniżają moc modułu na krótkich łączach (Moc i pobór energii) |
Sieci back-end AI
W klastrach GPU jeden DPU albo SuperNIC na GPU łączy się z siecią back-end zoptymalizowaną pod rail — InfiniBand albo RoCE Ethernet (Sieci GPU):
| Łącze | Typowa optyka |
|---|---|
| NDR 400G IB na GPU | OSFP twin-port 2 × 400G; DAC/ACC ≤ 3 m do rail leaf, AOC 3–50 m, dalej optyka DR4/SR4 (Kable IB) |
| XDR 800G IB / 800G Ethernet na GPU | OSFP 800G twin-port, 2 × DR4 albo SR8 |
| Front-end / storage | osobne porty 100/200G na DPU albo druga karta NIC |
Tożsamość i długość kabla weryfikuje fabric manager; wersje firmware modułów są częścią zakwalifikowanej listy materiałowej klastra (Okablowanie klastra AI, Niezawodność łączy i monitoring).
SONiC i P4 na karcie
DPU uruchamiające SONiC-DASH albo potoki P4 traktują swoje porty jak mały przełącznik: breakout portu, FEC i szybkość ustawia się w bazie konfiguracyjnej DPU, a EEPROM transceivera pojawia się pod tymi samymi poleceniami show interfaces transceiver co na przełączniku SONiC (Krajobraz NOS). Zachowanie wobec modułów innych producentów zależy od wtyczki platformy — jest pobłażliwe.
W CodingBox
Moduł przeznaczony do DPU kwalifikuje się tak samo jak do przełącznika albo karty NIC: format obudowy i zgodność (QSFP112/OSFP, aplikacje 400G/800G w CMIS), klasa mocy względem klatki oraz wersja firmware pod listę BOM klastra — wszystko odczytasz na stanowisku, zanim karta zostanie zainstalowana (Check transceiver, CMIS).