從2022到2026，英特爾未來(lái)IPU路線圖引領(lǐng)數(shù)據(jù)中心智能化發(fā)展

隨著各行各業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的加速推進(jìn)，工作負(fù)載越來(lái)越多樣化，這導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心越來(lái)越龐大，為底層基礎(chǔ)設(shè)施帶來(lái)了壓力。基于此，推動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施不斷發(fā)展，以提高數(shù)據(jù)中心的使用效率成為必經(jīng)之路。

在此過(guò)程中，不斷演進(jìn)的數(shù)據(jù)中心需要一個(gè)全新智能架構(gòu)。在這一架構(gòu)內(nèi)，大規(guī)模分布式異構(gòu)計(jì)算能夠協(xié)同工作、無(wú)縫連接，并形成一個(gè)獨(dú)立的計(jì)算平臺(tái)。這種新架構(gòu)有助于解決當(dāng)今資源擱淺、數(shù)據(jù)流擁堵和平臺(tái)安全不兼容的挑戰(zhàn)。這種智能數(shù)據(jù)中心架構(gòu)將擁有三類計(jì)算單元，即用于通用計(jì)算的 CPU、用于特定應(yīng)用或特定工作負(fù)載加速的XPU以及用于基礎(chǔ)設(shè)施加速的IPU——它們將通過(guò)可編程網(wǎng)絡(luò)相互連接，從而有效利用數(shù)據(jù)中心資源。

英特爾以IPU解鎖數(shù)據(jù)中心“芯”潛力
早在去年，英特爾就推出了基礎(chǔ)設(shè)施處理器(IPU)。作為一種可編程網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，IPU能夠助力云和通信服務(wù)提供商以及企業(yè)提高安全性、節(jié)約開(kāi)銷并充分釋放中央處理器（CPU）的性能。借助IPU，客戶可以通過(guò)安全、穩(wěn)定、可編程的解決方案更好地利用資源，為服務(wù)提供商和租戶帶來(lái)更高的安全性和隔離性。

在近期開(kāi)幕的英特爾On產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新峰會(huì)（Intel Vision）上，英特爾公布了其到2026年的IPU產(chǎn)品路線圖，其中包括基于全新FPGA和英特爾架構(gòu)平臺(tái)的代號(hào)為Hot Springs Canyon的產(chǎn)品，Mount Morgan（MMG）ASIC，以及下一代800GB產(chǎn)品。英特爾通過(guò)完整地展示其基于FPGA和ASIC的IPU平臺(tái)產(chǎn)品組合以及開(kāi)放軟件框架，表明了其通過(guò)提高數(shù)據(jù)中心效率和可管理性來(lái)更好滿足客戶需求的決心。

此外，開(kāi)放的生態(tài)系統(tǒng)能夠更好地發(fā)揮IPU的價(jià)值。英特爾的IPU背靠強(qiáng)大的開(kāi)源軟件，包括基礎(chǔ)架構(gòu)編程人員開(kāi)發(fā)套件（IPDK），它融合了公司長(zhǎng)期以來(lái)打造SPDK（存儲(chǔ)性能開(kāi)發(fā)套件）、DPDK（數(shù)據(jù)平面開(kāi)發(fā)套件）和P4可編程智能結(jié)構(gòu)的經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)與社區(qū)攜手合作，IPDK能夠讓開(kāi)發(fā)者更輕松地運(yùn)用技術(shù)，并幫助客戶開(kāi)發(fā)領(lǐng)先的云編排軟件和服務(wù)。IPDK還可以讓客戶專注于他們的應(yīng)用軟件，而非底層API或硬件。

揭秘英特爾未來(lái)IPU路線圖
在此次英特爾On產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新峰會(huì)上，英特爾公布了如下未來(lái)IPU路線圖：

2022年：第二代IPU

• Mount Evans（英特爾首款A(yù)SIC IPU）和Oak Springs Canyon（英特爾第二代FPGA IPU）正在向谷歌及其它服務(wù)提供商出貨。

2023/2024年：第三代IPU

• 代號(hào)為Mount Morgan和Hot Springs Canyon的400 GB IPU預(yù)計(jì)開(kāi)始向客戶及合作伙伴出貨。

2025/2026年：

• 下一代800GB IPU預(yù)計(jì)開(kāi)始向客戶及合作伙伴出貨。

200GB
Mount Evans

Mount Evans是英特爾首款A(yù)SIC IPU的代號(hào)。該款I(lǐng)PU由英特爾和谷歌云共同構(gòu)建和開(kāi)發(fā)，并融合了多代FPGA SmartNIC和首代英特爾FPGA IPU的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)。

• 超大規(guī)模就緒，提供高性能網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)虛擬化卸載，同時(shí)保持高度控制；

• 提供業(yè)界領(lǐng)先的可編程數(shù)據(jù)包處理引擎，支持防火墻和虛擬路由等用例；

• 使用擴(kuò)展自英特爾傲騰技術(shù)的硬件加速非易失性存儲(chǔ)器接口（NVM），以模擬NVMe設(shè)備；

• 采用高性能英特爾® Quick Assist技術(shù)，部署高級(jí)加密和壓縮加速功能；

• 可采用現(xiàn)有普遍部署的DPDK、SPDK等軟件環(huán)境進(jìn)行編程，并采用P4編程語(yǔ)言來(lái)配置管線；

• 預(yù)計(jì)在2022年開(kāi)始向谷歌及其它服務(wù)提供商出貨；預(yù)計(jì)在2023年進(jìn)行廣泛部署。

Oak Springs Canyon
Oak Springs Canyon是英特爾第二代FPGA IPU平臺(tái)的代號(hào)，基于英特爾®至強(qiáng)® D和業(yè)界領(lǐng)先的低功耗、高效率、高性能的英特爾® Agilex™ FPGA而打造。Oak Springs提供：

• 網(wǎng)絡(luò)虛擬化功能卸載——適用于開(kāi)放式虛擬交換機(jī)（OVS）等工作負(fù)載以及NVMe over Fabric和RoCE v2等存儲(chǔ)功能；

• 標(biāo)準(zhǔn)化且可定制的平臺(tái)——讓客戶能夠通過(guò)Intel® Open FPGA Stack（一個(gè)可擴(kuò)展、可訪問(wèn)源碼的軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施）等軟件，利用FPGA和英特爾至強(qiáng)D處理器定制其數(shù)據(jù)路徑和解決方案；

• 使用現(xiàn)有普遍部署的軟件環(huán)境進(jìn)行編程，包括已經(jīng)針對(duì)x86進(jìn)行了優(yōu)化的DPDK和SPDK等；

• 更安全的高速2x 100GbE以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口，包含硬化的加密模塊

• 硬件中支持VirtIO，實(shí)現(xiàn)原生Linux支持

400GB
Mount Morgan

Mount Morgan是英特爾下一代ASIC IPU。

• 預(yù)計(jì)在2023/2024年出貨。

Hot Springs Canyon

Hot Springs Canyon是英特爾下一代FPGA IPU平臺(tái)

• 預(yù)計(jì)在2023年開(kāi)始出貨，2024年進(jìn)行更廣泛地部署。

下一代800GB IPU
預(yù)計(jì)在2025/2026年出貨

英特爾已在數(shù)據(jù)中心叱咤多年，此次IPU路線圖不僅意味著英特爾將繼續(xù)履行打造端到端可編程網(wǎng)絡(luò)的承諾，還表明了英特爾能夠通過(guò)積極創(chuàng)新提供解決現(xiàn)實(shí)世界問(wèn)題的產(chǎn)品。英特爾將IPU置于與CPU和XPU同等重要的地位，這使得IPU的發(fā)展具有了重大意義。